物
理
解答用紙
解答作成:医学部予備校ウインダム物理科
問
1
問
3
問
第
1
4
L
T0 =
L2 − d 2
L(2d + x )
T1 =
2d L2 − d 2
AB 方向
T3 ×
PQ 方向
T3 ×
7
2
問
x

 2 + mg
d
x + 4 L − 4d 
x=
2
2
3
3
問
1
問
3
問
5
R=
問
第
4
問
e
問
ε SE1
問
1
ε SdE12
2
問
A=
4 PS

r +  0
3  x0

U=
−
2
2
2mg L2 − d 2
cos θ
2T sin
2
問
d
s
x

 2 − mg
d
x + 4 L − 4d 
L
2
問
T
e
4 P0 S
3x0
1
4
8
erθ
問
第
問
2
v=
mg
)
T4 =
2
2 L − d tan θ
2
1
問
2d L2 − d 2
L2 − d 2
L2 − d 2
+ T4 ×
= 2mg sin θ
L
L
L
T3 =
問
第
mg
L2 − d 2
L(2d − x )
mg × L2 − d 2 sin θ = mg × x cos θ − L2 − d 2 sin θ
5
問
T2 =
mg
(
問
6
2
x
F=
d
d
= T4 × + 2mg sin θ
L
L
問
問
問
mg
4
2
3
2L
f =
σ=
6
E2
e
J=
問
2
問
5
2π
mx0
4

 r +  P0 S
3

w
e
1
ε E12
2
問
7
問
P0 Sx0
R
2
ε E1
4
問
θ
3
J /σ =
1
ee
r
 x0 

 P0
 x0 + x 
問
6
4
3
第1問
問 1 鉛直方向のつり合いの式は,
2 × T0 sin ϕ = 2mg
∴ T0 =
mg
sin ϕ
=
L
L2 − d 2
mg
問2 問3
力のつり合いの式は,
鉛直; T1 sin ϕ + T2 sin ϕ = 2mg
T1 cos ϕ = T2 cos ϕ + F
水平;
C 点まわりのモーメントのつり合いの式より,
T2 sin ϕ × 2d = mg × d + mg × (d − x )
∴
2dtx
L(2d + x )
mg =
mg
2d sin ϕ
2d L2 − d 2
2d − x
L(2d − x )
T2 =
mg =
mg
2d sin ϕ
2d L2 − d 2
T1 =
F=
x
mg =
d tan ϕ
x
L −d2
2
mg
問 4 力のつり合いの式は,
AB 方向;
T3 cos ϕ = T4 cos ϕ + 2 × mg sin θ より,
d
d
= T4 × + 2mg sin θ
L
L
PQ 方向; T3 sin ϕ + T4 sin ϕ = 2 × mg cos θ より,
T3 ×
T3 ×
問5
L2 − d 2
L2 − d 2
+ T4 ×
= 2mg cos θ
L
L
P 点まわり力のモーメントのつり合いの式は,
(
mg × L2 − d 2 sin θ = mg × x cos θ − L2 − d 2 sin θ
)
問6 問7
x = 2 L2 − d 2 tan θ
L
x

T3 =
 2 + mg
3
2
2
d
x + 4 L − 4d 
L
x

T4 =
 2 − mg
2
2
2
d
x + 4 L − 4d 
問8
U = −mg × L2 − d 2 cos θ − mg ×
(
( L −d
2
2
cos θ + x sin θ
= −mg 2 L2 − d 2 cos θ + 2 L2 − d 2 tan θ sin θ
)
)
= −2mg L2 − d 2
=−
cos 2 θ + sin 2 θ
cos θ
2mg L2 − d 2
cos θ
第2問
問 1 円弧 AB の質量 m = erθ
問 2 向心力 F = 2T sin
問3
m
2
v2
=F
r
∴v =
問4
θ
2
f × L=
3
f =
r × 2T sin
rF
=
m
erθ
θ
2 =
T × sin
e×
w
e
3 w
2L e
第3問
問 1 電荷の大きさ
Q = CV
s
× E1d
d
= ε SE1
=ε ⋅
問2
Q
S
= ε E1
a=
問 3 静電エネルギー
1
U = CV 2
2
=
S
1
2
× ε ⋅ × (E1d )
d
2
1
= ε SdE12
2
問 4 単位体積あたりの静電エネルギー
θ
2
θ
2 → T
e
(θ → 0)
U 1
= ε E12
Sd 2
問5
R=e
問6
J=
問7
J
V /R
=
S
=
σ
d
s
d
S = E2
S
e
E2 d / e
( E1 = E2 )
E2 / e 1
=
e E1 e e
第4問
問 1 力のつり合いの式は,
(ばね定数 k )
3
x0 = P0 S
4
4P S
∴k = 0
3 x0
k×
問 2 状態方程式は,(温度 T )
P0 × Sx0 = 1× R × T
∴
問3
T=
P0 Sx0
R
PV r = (一定)より,
P × {S × ( x0 + x )} = P0 × (Sx0 )
r
r
r
 x0 
 P 0
∴ P = 
 x0 + x 
問4
ma = PS − P0 S − kx
 x  r 
=  0  − 1 P0 S − kx

 x0 + x 
 x + x  − r 
4 P Sx
 − 1 P0 S − 0
=  0
3x0

 x0 

x 
4x
P0 S
= 1 − r  − 1 P0 S −
x0  
3x0

4 PS

= − r +  0 x
3  x0

4 PS

∴ A = r +  0
3  x0

問 5 周期
T = 2π
= 2π
問6
π
m
A
mx0
4

 r +  P0 S
3

mx0
4
10

 r +  P0 S
3

mx0 4
∴ r = 20 2 ×
−
P0 S 3
= 2π
= 20 2 ×
=
4.0 × 5.0 × 10 −1
4
−
5
−3
1.0 × 10 × 3.0 × 10
3
8 4 4
− =
3 3 3
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