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図のように、極板P、Qがあり、極板間には、鉛直方向に一様な電場をかけることができる。この極板間に、帯電した油滴を漂わせ、その速度を測定することで電荷を調べる。
質量m、電荷q（＞0）の油滴Aに注目すると、油滴Aが大きさvの速度で運動するとき、油滴には、速度と逆向きに大きさkvの空気抵抗がはたらく。重力加速度の大きさをgとして、次の各問に答えよ。
（1） 極板間の電場を0にしたとき、油滴Aはやがて一定の速さv1で落下した。このとき、油滴Aにはたらく力のつりあいの式を示せ。
（2） 極板間に、鉛直上向きに強さEの電場をかけたとき、油滴Aはやがて一定の速さv2で上昇した。このとき、油滴にはたらく力のつりあいの式を示せ。
（3） （1）,（2）から、油滴Aの電荷qを、k，E，v1，v2を用いて表せ。

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1秒の定義を説明

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基底状態（エネルギー　-13.6eV）の水素原子に、エネルギーが10.2eV、11.2Vの光子をあてるとき、原子はそれぞれどのような状態になるか。理由と共に示せ。ただし、第1,第２励起状態のエネルギーは、それぞれ-3.4eV、-1.5eVである。

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密度ρ、体積Vの氷が、密度ρwの水に浮かんでいる。水中にある氷の体積をVw，重力加速度の大きさをｇとして、次の各問に答えよ。 （1） 氷が受ける浮力の大きさを、Pw、Vw、gを用いて表せ。 （2） 氷の水面から出ている部分の体積を、V、ρ、ρwを用いて表せ。 （3）氷の密度がp=9.2✕10²、水の密度がPw＝1.00x10³のとき、氷の水面から出ている部分の体積は、氷全体の体積の何%になるか。有効数字2桁で答えよ

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定常状態の水素原子では、質量m、電気量－eの電子が、電気量+eの原子核（陽子）の周りを、半径r、速さvで等速円運動していると考えられる。クーロンの法則の比例定数をkとすると、円運動の式は（１）となる。また、電子は粒子であると同時に、波の性質ももっていて、プランク定数を h とすると、その波長λはλ＝（２）となる。この波動性に対して、ボーアは（３）の条件を満たしていると考えた。ただし、nは自然数とする。以上の関係式からrとnの関係に注目すると、rは（４）に比例し、軌道半径はnによって定まる不連続な値しかとり得ないことがわかった。