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【物理】断熱変化の考え方《基本編》

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波長2.0×10^(-2)ｍ, 速さ0.40m/sの波が, 媒質ⅠとⅡの境界面XYに入射した。図の直線は波面を表し, XYと波面のなす角は30°であった。媒質Ⅰに対する媒質Ⅱの屈折率を1/√3とする。
（１）媒質Ⅱの中での波の速さ, 波長はいくらか。
（２）屈折角はいくらか。また, 屈折波の波面を図中に描け。

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ビーカーが消える理由について解説

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図のように、なめらかな側面をもつ半頂角がθの円錐形容器が、水平面上に固定されている。長さLの糸の一端を円錐の頂点に固定し、他端に質量mの小球をつける。円錐面上で、小球を速さｖで等速円運動をさせた。このとき、小球が受ける糸の張力の大きさをT、垂直抗力の大きさをN、重力加速度の大きさをgとして、次の各問に答えよ。
（1）小球が受ける鉛直方向の力のつりあいの式を示せ。
（2）小球の半径方向の運動方程式を示せ。
（3）垂直抗力の大きさNを、m,L,ｖ,θ,gを用いて表せ。
（4）ｖがある値ｖ0をこえると，小球が面からはなれる。ｖ0をL,θ,gを用いて表せ。
（5） 糸の長さを長くすると、ｖ0は大きくなるか、小さくなるか。理由とともに答えよ。