高校の物理の質問です。答えはもらっているのですが、答えの導出過程がわかりません。大問6、大問7について、教えてください。急いでるので、早めに回答いただけると幸いです。

6 図はヤングの干渉実験を示しており, Dは波長の光源, 複スリットの間隔 S1 S2 = d, スクリーンと複スリ ットの距離L, スクリーンの中心0からxだけ離れた点をPとする。 また, xとdはLに比べて十分に小さい。 (1) Pから2つのスリットまでの距離の差 | PS2 PS1 | を求めなさい。 (2)点Pに番目(m=0, 1, 2, ...) の明線が現れる条件式を 答えなさい。 (3) 干渉縞の間隔4xの値を求めなさい。 (4) 入射光線の色が赤色と緑色の場合で, 干渉縞の間隔4x が大きい のはどちらか。 L スクリーン スリット 干渉縞 (5) d=2.0×10-4m,L=1.2m, 4x=3.0×10-3mだった。 当てた光の波長はいくらか。 (6)(5)の装置を屈折率1.2の液体中に入れて実験するとき,干渉縞 の間隔 4xはいくらになるか。 薄膜の干渉 屈折率n'の液体の上に, 屈折率n (n<n')の 油の薄い膜(膜厚はd) が浮かんでいる。 空気中を進んできた 波長の単色光が, 右図のように油膜の表面および裏面で反射する。 ただし、液体中に屈折する光は省略されている。 油膜への入射角をi, 屈折角をr, 図中のB2C=a, B,D=bとする。 (1) この単色光の油膜の中の波長はいくらか。 (2)次の文中の{ }内より正しい方を選びなさい。 点Cにおける反射では位相は① {π変化し・変化せず}, 点における反射では位相は② (π変化する変化しない}。 b, nを用いて表しなさい。 (3) 図中の2つの光の光路差を,Q, (4)m=0, 大気 Az A1 B2 a E (屈折率1) B C 油膜の厚さ 油膜 (屈折率n) 液体 D 屈折率) 1, 2, …とする。 E点で観察するとき、2つの光が強め合って明るく見えるための条件式を、 と油膜の厚さdおよび必要な文字を用いて表しなさい。 m 6 dx 1) 2) L LA 3) d 4) 赤色 5) 5.0x 10-7m 6) 2.5×10-3m 【思考判断 4点× 6問 = 24点】 1) 2) ① 変化し 72 ② 変化する 3) 2nb-a 4) 2nd cosr= =1/2x2m

高校の物理の質問です。答えはもらっているのですが、答えの導出過程がわかりません。大問4、大問5について、教えてください。急いでるので、早めに回答いただけると幸いです。

4 水深が一定な水槽中の静かな水面に、細い針金の先端につけた小球 P を触れさせ,水面波を発生させる。こ の水面波は一定の速さ / [m/s] で, 円形に広がっていく。 小球は一定の速度で水面上を移動できるようになっ ている。図は,小球P を毎秒 5.0 回水面に触れさせながらx軸の正の向きに速さ ▼ [m/s] で移動させたとき,発生した水面波をある時刻に観測したものである。 4 図の実線は水面波の山の位置を表している。 (1) 小球Pの移動の速さ [m/s] を求めなさい。 -40 -20 40 [cm] (2)図のQの位置で観測される水面波の振動数 f [Hz] を求めなさい。 図のように, 360Hz の音を出している音源Sが壁に向かって 20.0m/s で進み, その後方から観測者が同じ 向きに 10.0m/sで進んでいる。 音速を340m/sとして、 次の問いに答えなさい。 (1) 観測者0が聞くSからの直接音の振動数はいくらか。 (2) 観測者が開く反射音の振動数はいくらか。 (3) 観測者には毎秒何回のうなりが観測できるか。 1) 0.10 m/s 2) 10 観測者 0 音源S 壁R 10m/s ( 20 m/s 4 3.3Hz 【知識理解 2点×2問 = 4点】 1) 350Hz 2) 394Hz 3) 44 回

(3)について AとBが衝突する時間の求め方が分かりません！物体Aは動くから A Bが衝突するのはx=-4よりは大きくなると思うのですがなぜx=-4で衝突するんですか？

問題 【03 -------- 相対速度・相対加速度 図1のように,一直線上で運動して いる物体AとBがある。 時刻t=0に おいて,物体AとBは4.0m離れてい て,v-tグラフ (図2)のような等加速 度直線運動をしていた。 ある時間後, 物体AとBは衝突した。 ただし, 速度 と加速度は右向きを正にとるものとす る。 有効数字2桁で答えよ。 速度 2 10 物体A -4.0m- 図1 物体A 物理基礎 物体B [m/s] 物体B -1 (I) 時刻 t = 0 において, 物体Aに対 するBの相対速度はいくらか。 -20 1 2 経過時間t[s] (2)物体AがBに衝突するまでの物 図2v-tグラフ 体Aに対するBの相対加速度はいくらか。 (3)物体AとBが衝突するまでの時間はいくらか。 (4)物体AとBが衝突する直前の相対速度の大きさはいくらか。 <弘前大〉 運動している観測者から見た物体の運動を相対運動という。 解説) (I)「Aに対するBの相対速度」とは,「Aから見たBの速度」 すなわち「Aと一緒に運動する観測者から見たBの速度」のことである。 相対速度 公式 (Aに対するBの相対速度) = (Bの速度)(Aの速度) Aが基準 wwwwwwwww 基準を引く の速度はv=1.0 [m/s] である。 よって, 求める相対速度vAB [m/s] は, 図2のv-tグラフより, 時刻 0において, Aの速度はAO[m/s], B DAB=UB-UA = 1.0-0=1.0(m/s) (2)速度と同じく。 加速度も相対加速度を考えることができる。

(10)4kqQ/5a (11)√(21kqQ/10ma) (10)と(11)を教えてください。

高3 物理 夏期課題 入試問題演習 【2024年 福岡大】 2 図のように, x軸,y軸,原点 0 を定め, 点 (0, 3a) (ただし,a>0) に電気量+α (g> 0)の点電荷,点 (0, 3α) に電気量-g の点電荷を固定した。 クーロンの法則の比例定数を k, 静電気力による位置エネルギーおよび電位の基準を無限遠とし, 重力の影響はないものとして 以下の文中の 内に入れるのに適当な文字式を求めよ。 ただし, (4) は解答群より選び番 号で答えよ。 Aの点電荷が点C (4a, 0) につくる電場の強さは (1) で あり,Bの点電荷がCにつくる電場の強さは (2) である。 これらの2つの点電荷がCにつくる電場の強さは (3) であ り, 電場の向きは (4) である。 x軸上の点 (x1, 0) におけ る電位は (5) であり, y軸上の点 ( 0, yì) (ただし, -3a < y<α) における電位は (6) である。 y1 A (0, 3a) ++q C(4a, 0) I B(0, -3a) a 電気量-Q (Q>0) の電荷をもつ質量mの小球を0においた。 この小球を0から点D (a, である。 また、 同じ小球を0から点E (0, である。この小球をEにおいたとき この である。 0) までゆっくりと動かすのに必要な仕事は (7) a)までゆっくりと動かすのに必要な仕事は (8) 小球の静電気力による位置エネルギーは (9) 次に,この小球をEから, y 軸方向負の向きに速さで打ち出した。 その後, 小球は点F(0, -2α)に到達したところで速度が0になり、 運動の向きを変えた。 小球がFに到達したときの 静電気力による位置エネルギーは (10) であり,このことから速さは (11) と求めるこ とができる。 【解答群 】 ① x 軸方向正の向き ② x軸方向負の向き ③ y 軸方向正の向き ④y軸方向負の向き

状態2と状態3で力学的エネルギー保存則が成り立つのはどうしてですか？力学的エネルギー保存則が成り立つ条件は、物体に保存力（重力、弾性力、静電気力など）のみが働く場合なのに、状態2は手が物体を押す力が物体にかかっていますよね？これって非保存力じゃないんですか？

力学的エネルギー保存の法則 ④ 図のように、自然長(m), ばね定数k (N/m〕 の軽いばねが,天井から鉛直につるしてある。 ばねの下端に質量m 〔kg〕 のボールを取り付 けたところ, ばねの長さは (m) となって ボールは静止した。 この状態を状態1とする。 次に, ゆっくりとボールを鉛直上向きに, ば ねの長さが自然長 〔m〕になるまで持ち上げ 静止させた。 この状態を状態2とする。 ここ で重力加速度の大きさをg〔m/s') とする。 を,lo.m.g, kを用いて表せ。 物理基礎 mo mo 状態1 状態2 (2)状態1から状態2までの、ばねの弾性力によるボールの位置エネルギー の変化量を, Lo, L, kを用いて表せ。 また, 状態1から状態2までの, 重 力によるボールの位置エネルギーの変化量を, L, h, m, g を用いて表せ。 (3)状態2においてボールから静かに手を放した。 ばねの長さがんになった ときのボールの速さを, m, g, kを用いて表せ。 力を 〈千葉工業大)

（3）で⊿U=cv＾2/2の式を使ったらダメなんですか？vって間隔を広げたことで変わるんですか？

89 -------- コンデンサーの極板間引力 次の文中の空欄にあてはまる式を記せ。 図のように、 真空中に面積がS(m²) の同じ形をした二 枚の薄い導体板を平行に置き、その間隔を変化させるこ とができるコンデンサーを作製した。 はじめに このコ ンデンサーの極板間隔をd 〔m〕 に固定し, 電位差V 〔V〕 で充電した。 コンデンサーの極板は十分に広く,極板間 隔は常に十分に狭いものとし, 真空の誘電率を80 〔F/m〕 とする。 (3) 物理 外カ このコンデンサーの電気容量は(1)(F)であり,コンデンサーに蓄えら れている静電エネルギーは (2) (J)である。ここで, コンデンサーに蓄え られている電荷が変化しないようにしながら, コンデンサーの極板を一定の 大きさの外力によりゆっくり移動させて間隔をx 〔m〕広げた。 これにより, コンデンサーに蓄えられている静電エネルギーは (3) 〔J〕 だけ増加した。 増加したエネルギーは外力が行った仕事によるものと考えられ,このことか ら極板が電場から受ける力は (4) 〔N〕であることがわかる。 <東海大)

(3)でなんでaが-20になるんですか？

チェック問題1 レンズのつくる像 標準 12分 焦点距離 20cmの凸レンズAがあ る。 図のように,レンズの左方60cm の位置に長さ5cmの物体 PQ を置い た。 P1 Q A (1) 物体 PQ の像の位置はどこか。 また, 像の長さはいくらか。 (2) PQ をレンズの左方10cmの位置にずらすと像の位置と長 さはどうなるか。 (3 (1)の状態に戻し焦点距離 40cmの凹レンズBをAの右方 10cmの位置に置いた。 このとき物体PQの像のできる位置 はどこか。 また像の種類(実像,虚像, 正立,倒立)および長 さはいくらか。 甘本的にレンズの問題の解法は2つしかない 1つめは12話の

なぜ一様な電場中だと判断できるのですか？ また、なぜＶabとＶbcが等しいと言えるのでしょうか？できるだけ詳しく教えて欲しいです

物理 させ 後 対す 問5 次の文章中の空欄 オ カ に入れる式の組合せとして最も適当なも のを,後の①~⑨のうちから一つ選べ。 6 図5のように,領域Iと領域Ⅱに,それぞれ右向きと左向きの一様な電場がか けられている。質量m, 電気量g (g>0)の荷電粒子を領域Iの点Aで静かに 放したところ, 点Aから距離dだけ離れた領域Ⅰと領域IIの境界上の点Bを一 さ”で通過した。 このとき, AB間の電位差は オ である。 荷電粒子は点B を通過して領域Ⅱに進入し,点Bから距離 d' だけ離れた点Cで速さが0になっ た。 AB間の電場の強さをEとすると, BC 間の電場の強さE' は カ であ る。ただし,荷電粒子の大きさ,および重力の影響は無視できるものとする。 Q 領域 Ⅰ |領域 Ⅱ 荷電粒子 d d' A B V d2 電場 電 オ 0+ E&= ± m² + & x F= mu² 28 ① ② mva mv2 図5 ⑥ VBC (強さE) (強さE') m² vig BIZ C ⑨ mv2 mv2 mv2 mv2 2mv2 2mv2 2mv2 2q 2g 2g q q q q q q 'd' -E ELE d d E d Vd' 22 d' d EGEGE d d' d d' d EE d E V d' &V=1/2m² エネルギーから考え式 U:gV(位) K=1z/m²(遅) に mu V -69- 28 Vi Ed V-E'd' Ed E'd' E=E 5: d dE d'

この問題のウはなぜA→Bの定圧変化を聞かれているのになぜ断熱変化を考慮してΔUを0にするのですか？

物理 問3 次の文章中の空欄 ウ . エ のを,後の①~ ⑨のうちから一つ選べ。 に入れる式の組合せとして最も適当なも 4 容器の中に密封した理想気体を、図3のように, A→B→C→A の順にゆっく りと変化させた。A→Bは定圧変化, B→Cは断熱変化, CA は等温変化であ る。ABC で囲まれた領域の面積をW, 曲線 AC と横軸で囲まれた領域の面積 をW2 とする。 このとき, A→B で気体が吸収した熱量は I である。 A→B→C→Aのサイクルにおける熱効率は ウ である。 また, 圧力 A B W₁ W2 図 3 体積 ① ④ ウ W1 W1 W1 W2 W2 ⑥ ⑦ ⑧ © W2 Wi+W2 Wi+W2 Wi+W2 W1 W1 W1 W1 W1 W₁ W₁ W1 W₁ I W2 Wi+W2 W2-W1 W2 Wi+W2 W2-W、 W2 Wi+W2 W2-W1 -67-

高校物理の波の問題です。(イ)にも○がついていますが、(ウ)と(５)をお願いします 特に解答の下線部や(５)の(イ)のx<0の部分がなぜそうなるのかがわかりません

62 (4) (ア) 波の先端がPから5m戻ればよいので 5m÷2m/s=2.5s S (イ) t = 2.5s での入射波は5m平行移 動して右の実線のようになり, 反射波 は点線のようになる。 x < 0 には反射 波が達していないことから, 波の重ね 合わせの原理より合成波は赤線のよう になる。 0≦x≦5 では定常波ができ. x=0 は節となっている。 Ay [m] 0.2 -2 -1 10 1 0.1 合成波 - 入射波 20 +3 -0.1 反射波 (ウ) 0≦t≦2.5s では入射波だけによる 振動であり,それ以後は定常波の節と なるから変位は常に0となる。 -0.2+ Ay[m] 0.1 0 1 (5) 固定端は節であること, 節と節の間隔 は入/2=2mであることから x = 0 は腹 になり、大きく振動することに注意する。 (イ) +2 3 -0.1 (ウ) y [m] 入射波 ・反射波 Ay [m] 0.11 0.2- 0.1 -2 -1 3 5 x [m] -0.1T 0 1. 2 3 腹節 腹節 腹 節 -0.1 定常波では、波が消えたか のように見える一瞬がある -0.2 4