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まずは、物理の解答・解説からね。
＜問題＞
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自然長l0のゴムひもがある。長さlだけ伸びたとき、klの大きさの復元力が働くとする。 （1）このゴムひもを天井に吊るして、先端に質量mの小球をつけた。 つり合いの位置でのゴムひもの伸びaを求めよ。但し、重力加速度をgとする。 （2）この小球をつり合いの位置よりさらに2aだけ引き下げて静かに離した。 小球がはじめにゴムひもの自然長の位置に達するまでの時間を求めよ。 （3）（2）のときの速さを求めよ。 （4）その後、小球が最高点に達したときの高さをつり合いの位置を0として求めよ。 （5）このように、小球を引き下げて離すと、小球は周期運動をする。その周期を求めよ。 但し、小球が天井に届かないものとする。 （2）～（5）は、kを用いず、aを用いて答えよ。 |
＜解答＞
ポイントは、ゴムひもは自然長以上の長さでないと復元力（弾性力）が働かないこと。ゴムひもが自然長より短くなれば、働く力は重力のみとなることを理解すること。この状況の場合分けと初期条件を適切に処理できれば、難しいわけではない。慣れないと難しいけどね。
それでは、化学②(酸化還元編）の問題。酸化還元のことは、ぽんすけの「数物化の公式解説」で説明してあるので、読んでみてね。
＜問題＞
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中央を隔膜で仕切った電解槽A(陽極は炭素、陰極は白金)に塩化ナトリウム液を250mlずつ、 電解槽B（両極とも白金）に硝酸銀水溶液を500ml入れ、直列につないで電気分解を行った。 電解後、Bの質量は1.35g増加した。以下の条件で問いに答えよ。 電解による溶液の体積変化や気体の水への溶解は無視できるものとする。 また、隔膜はナトリウムイオンと塩化物イオン以外のイオンは透過しないものとする。 Ag＝108、log102=0.30、水のイオン積Kｗ＝1.0×10-14[mol2/l2]を用いて計算しなさい。 （1）電解槽A、Bで発生した気体の標準状態での体積の合計を求めよ。 （2）電解後の電解槽Aの陰極側のpHを小数第一位まで求めよ。 |
ヒント：各極の反応をまず書く。そして、電解槽Bの質量増加から、流れた電子のモル数を求める。この電子のモル数を基準として、物事を考えればよい。
（2）は、電子のモル数から生成されたOH–のモル数（消費されたH+のモル数）を計算して、電解後のH+のモル数を求めれば、溶液の体積は変わっていないので、水素イオン濃度は求められる。
では、また次回。ほぼほぼ一週間後に解答＆解説です。学習で困ったことがあれば、お問い合わせフォームからお気軽にどうぞ！
