分野別

共通テスト対策問題

2021年 共通テスト第4問A問3 衝突によって失われるエネルギー

PHYさん2つの物体が衝突する際に失われる運動エネルギーについて以下のことが成り立ちます.衝突によって失われる運動エネルギー質量$m_{1}$の物体1と質量$m_{2}$の物体2の1次元衝突を考える.ただし,物体1と物体2を物体系としたとき...
分野別

2021年 共通テスト第2問B 2つの導体棒の運動

NEKO2021年共通テスト第2問Bで出題された「2つの導体棒の運動」を題材に次の問題を解いてみましょう.問題上図のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさ$B$の一様な磁場(磁界)中に,十分長い2本の金属レールが水平面内に間隔$d$で平行に固...
レンズ・鏡

屈折の法則によるレンズの式の導出

問題屈折率$n$からできている凸レンズについて考える.凸レンズの左側部分である凸面1(緑の部分)は曲率半径$R_{1}$の球の一部であり,凸レンズの右側部分である凸面2(青の部分)は曲率半径$R_{2}$の球の一部である.凸面1の中心と凸面...
コンデンサー

[過渡現象]コンデンサーの充電

PHYさん今回はコンデンサーが充電する過程を考えていきます.前半は微分方程式は解かずに説明をし,後半で微分方程式を解いてグラフをかきたいと思います.入試問題でも意外と出てくるので,対策が必要ですね.PHYさん設定は次の通りです.起電力$E$...
分野別

回折格子演習3 白色光をあてる

問題上図のように,格子定数$d$の回折格子に白色光を当てると,回折格子より距離$L$離れたスクリーンに3本の明線が観測された.このうち,回折格子に真正面にある明線は白色で,その両隣りの明線は様々な色に分かれていた.真正面の明線を$m=0$の...
波動

回折格子演習2 全反射

問題上図のように,屈折率$n$の十分厚いガラス板の下面に,一定の間隔$d$で多数の平行なすじを引いて回折格子をつくった.上図の矢印のように,波長$\lambda$の単色光の平行光線を下方より,回折格子に垂直に入射させた.$n=1.5$,$d...
分野別

[標準]単振動演習⑬ 浮力とばねによる単振動

問題底面積$S$,高さ$a$,一様な密度$\dfrac{2}{3}\rho$の円柱物体がある.この円柱物体にばね定数$k$の軽いばねをつなげ,ばねの他端は密度$\rho$の液体の底に固定する.はじめ,円柱物体の$\dfrac{2}{3}a$...
分野別

[標準]単振動演習⑫ 遠心力による単振動

問題上図のように,水平な床の上に棒Aが床に対して垂直に固定されている.さらに,Aと床の接触部分Oにて棒Bを床から$\theta$のなす角方向のとりつけ固定した.ばね定数$k$の軽いばねを棒Bに通し,ばねの一端をOに固定し,他端に穴のあいた質...
分野別

回折格子演習1

問題上図のように,格子定数$d$の回折格子がある.この回折格子に波長$\lambda$の単色光の平行光線を垂直に当てたところ,スクリーン上に明線ができた.上図は光を当てた方向から角度$\theta$の方向に明線ができたときの様子を表している...
コンデンサー

電荷保存則演習6 帯電している金属板の挿入

問題面積$S$の同形の極板A,Bが距離$d$を隔てて平行になるように固定されている.図1のように,スイッチ$\rm S_{1}$,$\rm S_{2}$とアースを接続する.はじめ,スイッチは開かれていて,極板A,Bには電荷が蓄えられていない...