聖マリアンナ医科大学物理2012年第1問
以下の文章の( 1 )から( 20 )に適切な語句または式を入れなさい。
- 〔1〕 大きさをもち変形を無視できる物体を一般に( 1 )と言う。( 1 )のつりあいの条件は、作用する力のベクトルの和が$\vec{0}$になることと任意の点のまわりの( 2 )の和が0になることである。いま質量$m$ 〔kg〕の( 1 )に、向きは反対だが大きさはともに$F$ 〔N〕で、作用線が一致しない2つの力がはたらいた場合を考える。作用線間の距離を$a$ 〔m〕とすると、この物体に作用する力のベクトルの和は$\vec{0}$であるが、力の作用点のまわりの( 2 )の和は双方とも( 3 ) 〔Nm〕であり、重心のまわりの( 2 )の和は( 4 ) 〔Nm〕である。このような一組の力を( 5 )という。
- 〔2〕 救急車が目の前を通過する前後ではサイレンの音が変化する。動いている音源からの音の( 6 )が変化して聞こえる現象を( 7 )効果という。音源が移動しても、出された音が( 8 )を伝わる( 9 )に変化は生じない。移動する音源の前方では音の波形が圧縮され、波長が( 10 )なる。
- 〔3〕 金属のような導体中で$t$秒間に$q$ 〔C〕の電荷が運ばれたとすると、電流$I$ 〔A〕は( 11 )と表される。このとき、運ばれる電荷は( 12 )電子が担う。一方、導体内の金属イオンは移動する電子からエネルギーを受け取り熱運動する。この熱を( 13 )熱と呼ぶ。抵抗に電圧$V$ 〔V〕をかけて電流$I$ 〔A〕を$t$秒間流したとき、( 12 )電子が失ったエネルギーがすべて( 13 )熱に変わったとすると、その発熱量$Q$ 〔J〕は( 14 )である。$\dfrac{Q}{t}$を一般に仕事率と呼ぶが、電気の場合は特に( 15 )という。
- 〔4〕 赤色レーザー光を空気中や水中、ガラス中に通すとそれぞれの中で波長は変わるが( 16 )は変わらない。赤色レーザー光がどこを通過していても赤色に見えるのは( 16 )が光の色を決めているからである。太陽光をプリズムに入射させると( 16 )の違いによって曲がり方が異なるため光の帯(虹)が観察できる。この帯ができる現象を光の( 17 )という。プリズムを通過する紫色の光と赤色の光を比べると、( 18 )色の光の方が曲がり方が小さい。紫色の光よりも( 16 )が大きな光は( 19 )と呼ばれており、化学作用が強く殺菌などに利用される。一方、赤色よりも( 16 )が小さい光は( 20 )といい、この光を吸収した物体は一般的に温度が上昇するので熱線とも呼ばれている。