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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ρ1ρ2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V1V2として、それらの比V2/V1はいくらか。
    toho-2013-physics-4-1
    • (a) ρ1ρρ1ρ2
    • (b) ρρ2ρ1ρ2
    • (c) ρ1ρρρ2
    • (d) ρ1ρ2ρρ2
    • (e) ρ1ρ2ρ1ρ
    • (f) ρρ2ρ1ρ
  • 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。
    toho-2013-physics-4-2
    • (a) mM+mL2
    • (b) MmM+mL2
    • (c) MM+mL2
    • (d) mM+mL
    • (e) MmM+mL
    • (f) MM+mL