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単振動の浮力が関わる問題です！

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下記質問の解説動画です
紙の鍋ってなんで燃えないの？

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断面積S[m^2]のシリンダーが鉛直に置かれ，内部にn[mol]の単原子分子からなる理想気体が閉じこめられている。軽いピストンの上に質量 M[kg]のおもりをのせ、おもりのまわりを真空にした。このとき、ピストンは、底から高さh_0[m]の位置で静止した。
次の各問に答えよ。ただし、重力加速度の大きさをg[m/s^2]，気体定数をR[J/（mol・K）]とする。
（1） 気体の圧力，温度をそれぞれ求めよ。
次に、ヒーターから気体に熱を与えたところ、気体は膨張し、ピストンは、底から高さh_1[m]の位置で静止した。
（2） 気体が外部にした仕事は何Jか。
（3） 気体の内部エネルギーの変化量は何Jか。
（4） 気体が受け取った熱量は何Jか。

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2021年度「物理」共通テスト過去問解説です

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質量$m$の物体Pと質量$M$の物体Qを軽い糸で結び、Pを動画内の図のようになめらかな水平面上に置いた。
Wから手を離したときの運動について、次の問いに答えよ。
重力加速度を$g$とする。
（1）
糸の張力の大きさを$T$、物体の加速度の大きさを$a$として、物体PとQの運動方程式をそれぞれ作れ。

（2）
糸の張力の大きさ$T$と、物体の加速度の大きさ$a$をそれぞれ$m,M,g$を用いて表せ。