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2010年度芝浦工業大学　B日程　大問１（ロ）を２通りの解法で！
図のように, 斜面AB, 水平面BC,鉛直面CD, 水平面DE がある。斜面ABと水平面BCはなめらかにつながっている。水平面DE上には, 鉛直面CDと同じ高さを持つ十分に長い台が置いてあり, 台はDE上を動くことができる。 台は鉛直面CDに接して置かれ, 台の上面は水平面BCと滑らかに接続している。台の上面と小物体の間にのみ摩擦があり,その動摩擦係数を μ とする。台の上面以外の平面および斜面ABはなめらかであり,それらの面とそれぞれ, 台, 小物体との間に摩擦はない。台, 小物体の質量をいずれも m , 重力加速度の大きさを g とする。小物体および台の運動に対する空気抵抗は無視できるものとする。以下の設問の解答を解答欄の所定の位置に記入せよ。ただし, 導出過程は示さなくてよい。
(ロ) つづいて, 小物体は台の上を滑り始めるが、摩擦があるためにしばらくして小物体は台に対して静止した。 このときの台の速さを v を用いて表せ。

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気柱共鳴管の実験で，管口から水面を下げていったところ、管口から9.5cmと31.0cmのところで共鳴がおこった。音速を344m/sとして、次の各問に答えよ。
(1)音波の波長はいくらか。
(2)スピーカーから出る音の振動数はいくらか。
(3)開口端補正はいくらか。
(4)管口から水面までの距離を31.0cmに保ち，スピーカーから出る音の振動数を(2)の値から小さくしていった。次に共鳴する振動数はいくらか。

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第2日程の物理基礎の解説動画です

水圧は水面からの深さによって変化する。
水深$1.0\,\rm{m}$の場所の水圧と、水深$2.0\,\rm{m}$の場所の水圧を比べた場合、水圧は$9.8\times10^{[1]}\,\rm{Pa}$だけ異なる。
ただし、水の密度を$1.0\times10^3\,\rm{kg/m^3}$,重力加速度の大きさを$9.8\,\rm{m/s^2}$とする。
また、$1\,{\rm{Pa}}=1\,\rm{N/m^2}$である。
[1]に入るものを選べ。

①1
②2
③3
④4
⑤5


円柱状の金属導線を流れる電流の大きさは導線の断面を単位時間に通過する自由電子の電気量の大きさである。
動画内図は、断面積$S$の導線の一部分であり、自由電子がすべて同じ速さ$u$で同じ向きに進んでいる様子をも指摘に表している。
同様に動画内表の図のA～Fは、導線の断面積が$2S,\displaystyle \frac{S}{2}$の2通り、自由電子の速さが$2u,u,\displaystyle \frac{u}{2}$の3通りからなる6通りの組み合わせを示している。
図と表の図の導線内の単位体積あたりの自由電子の個数がすべて同じであるとして、電流の大きさが図と同じなるものの組み合わせを、①～⑤のうちから一つ選べ。

①AとF
②BとE
③CとD
④すべて
⑤なし


図は、$x$軸上を正の向きに速度$2\,\rm{cm/s}$で進むパルス波の変異$y$を表している。
$x=10\,\rm{cm}$の位置で、パルス波は固定端反射する。
このパルス波の図の状態から5s後の波形として最も適当なものを動画内の①～④のうちから一つ選べ。

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図のように、30V の電池 E、電気容量がそれぞれ 10µF、5.0µF のコンデンサー C₁、C₂ およびスイッチ S を接続する。はじめ、C₁、C₂ の電気量は 0 であるとする。
(1) スイッチ S を A 側に接続したとき、C₁ にたくわえられる電気量、および静電エネルギーはいくらか。また、このとき電池がした仕事はいくらか。
(2) 次に、スイッチ S を B に切り換える。C₁ の電気量、および電圧はいくらになるか。
(3) (2)において、C₁ と C₂ にたくわえられる静電エネルギーの和はいくらになるか。
(4) (1)では、電池がした仕事と、C₁ にたくわえられる静電エネルギーが等しくならない。導線に微小な抵抗があることを考慮して、その理由を簡潔に説明せよ。

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抵抗回路とキルヒホッフの法則説明動画です