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東大の単振動に挑戦！

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直線上で1.00m はなれた2点に、ともに-1.6×10⁻⁹Cの負電荷をもつ小さな導体球A、 B が固定されている。
クーロンの法則の比例定数を9.0×10⁹ N・m²/C² として、次の各問に答えよ。
(1) AとBの間にはたらく静電気力の大きさを求めよ。
(2) A、 Bによってできる、Aから0.40m はなれた点Cでの電場の強さと向きを求めよ。
点CにA、Bと等量の負電荷をもつ小球を置いたとする。
(3) 点Cに置いた小球が受ける静電気力の大きさと向きを求めよ。

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図の装置において、歯車がゆっくり回転しているとき、光源からの光は、回転歯車の歯の間を通り抜け、鏡で反射されて再びもとと同じ歯の間を通り抜ける。歯車の回転が速くなると、光が鏡まで往復する間に歯が動き、反射光が次の歯にさえぎられて光源までもどらなくなる。歯車と鏡の間の距離をL〔m〕とし、歯の数がn個の歯車を用いて、歯車の回転数をしだいに大きくしていくと、回転が毎秒f回のときにはじめて反射光がもどらなくなった。光の速さをc〔m/s〕とする。
(1) 光が歯車と鏡の間を往復する時間を、c、Lを用いて表せ。
(2) 光の速さを、n、f、Lを用いて表せ。

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Q. 気体がする仕事
なめらかに動くピストンのついたシリンダーが水平に置かれ、その中に、0℃、$1.0\times10^5$ Pa の単原子分子からなる理想気体が0.50mol入っている。外気圧が$1.0\times10^5$ であるとき、気体の温度を10℃上げると、気体がピストンにする仕事はいくらか。
ただし、気体定数を8.3J/(mol·K)とする。

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水面上の2点A，Bから，波長4.0cm，振幅0.50cmの等しい波が，同じ振動(同位相)で生じている。次の点P，Qにおいて，波は強めあうか，弱めあうか。また，各点における合成波の振幅を求めよ。ただし，振幅は減衰しないものとする。
(1)AP=10cm，BP=16cm
(2)AQ=8cm，BQ-12cm