東邦大学物理2013年第4問
以下の問7から問9に答えよ。
- 問7 ある大きな容器内に異なる密度ρ1とρ2の2種類の液体が図のように層をなしている。この液体内に密度ρ(ρ1>ρ>ρ2)の柱状の物体を入れたところ、図のように静止した。物体の境界面に対して下の部分と上の部分の体積をそれぞれV1とV2として、それらの比V2/V1はいくらか。
- (a) ρ1−ρρ1−ρ2
- (b) ρ−ρ2ρ1−ρ2
- (c) ρ1−ρρ−ρ2
- (d) ρ1−ρ2ρ−ρ2
- (e) ρ1−ρ2ρ1−ρ
- (f) ρ−ρ2ρ1−ρ
問8 水平に回転している大きな円板上に質量mの物体が置かれている。回転中心から物体までの距離はrである。また、物体の大きさは距離rに比べて十分に小さいとする。物体と円板との間の静止摩擦係数をμ、重力加速度の大きさをgとする。
円板の回転を徐々に上げたところ、円板がある角速度ωで回転しているとき物体がすべり始めた。このときの角速度はいくらか。
- (a) √μg2r
- (b) √g2r
- (c) √g2μr
- (d) √μgr
- (e) √gr
- (f) √gμr
- 問9 長さL、質量Mの細長い一様な板が水平でなめらかな床の上に置かれており、さらに板の端には質量mの車が置かれている。車が動いて板の他端に達したとき、車が床に対して移動した距離はいくらか。ただし、車の大きさは板の長さに比べて十分に小さいとする。
- (a) mM+m⋅L2
- (b) M−mM+m⋅L2
- (c) MM+m⋅L2
- (d) mM+m⋅L
- (e) M−mM+m⋅L
- (f) MM+m⋅L