つぎに、z軸の正の向きに磁束密度の大きさがBの一様磁場を加える。与えたところ、図2に示す曲線に沿ってこの荷電粒子は運動し、絶縁体球の表面に到達した。球の表面に到達したこの荷電粒子の速さvを求めよ。)にあるこの荷電粒子に適当な速度を与えると、この荷電粒子が隙間内で原点Oを中心とする半径rの等速円運動を行う。図3に示すように、円運動がxy平面で(i)時計回りのとき、(ii)反時計回りのとき、それぞれについて円運動の角速度の大きさを求めよ。以下の空欄に入る適切な数式を答えよ。問(e)では、この荷電粒子の円運動が(i)時計回りのときと(ii)反時計回りのときとで角速度の大きさが異なっている。これは物理的には次のように解釈できる。観測者Kから見たときの電場や磁場の観測値は、静止している観測者Sから見たときとは異なる。観測者Kから観測すると、この隙間内の磁場はなく、電場は原点Oに向かう向きとなっている。このために、観測者Kから見たときのこの荷電粒子の円運動の角速度の大きさが、(i)時計回りのときと(ii)反時計回りのときとで等しくなっている。あり、この値はCとは異なっていて、確かに電場の観測値は、観測者Kと観測者Sで異なっていることが分かる。(以後、気体という)を封入する。気体定数をRとし、気体の圧力と温度が、容器内で場所によらず同じ値をとるものとする。温度は全て絶対温度で表すものとする。容器の外には、気体と熱のやりとりをする物体などはないものとして、ピストンに加えた力による気体の状態変化を考える。関係があることを利用し、bのみを用いてaを表せ。問(a)の状態変化において、ピストンに加えた力が気体にした仕事をWとする。物体を容器に接触させ、容器を通して物体と気体との間のみに熱が伝わるようにした。