(4) 解説のやり方は理解できたのですが、自分の解答のジュール熱の公式RI²を使って求めるのはなんでだめなんですか？ 解説をお願いします🙇‍♀️

115 内部抵抗が無視できる起電力 V の電 池E, 抵抗値がそれぞれR, 2R 3R で ある抵抗 R1, R2, R3, 電気容量がそれぞ れ C, 3C であるコンデンサー C1, C2 お よびスイッチSよりなる回路がある。 は じめスイッチSは開いた状態であり, コン S R1 R3 C1 R2 E デンサー C, C2 には電荷は蓄えられていない。 (1)Sを閉じた直後に R, を流れる電流Iはいくらか。 (2)Sを閉じて十分に時間がたった後, R, を流れる電流はいくらか。 (3)Sを閉じて十分に時間がたった後, C, に蓄えられている電荷はい くらか。 (4) 次に,Sを開く。 その直後にRを流れる電流はいくらか。 また, その後R3 で発生するジュール熱Jはいくらか。 0001

(3)でどうして重力mgは含まないんですか？？

電界中の荷電粒子の運動 例題 66 右図のような装置が真空中に置かれ ている。 左側のヒーターHから出た質 量m. 電気量-eの電子が, HA間に かけられた加速電圧 V によって加速 され,距離 dだけ隔てて平行に配置さ れた長さの2枚の電極 C D に平行 に入射する。 Cの電位はDよりVだ H Vo くなる。 314 324 ように,C,D と平行に軸、垂直に軸をとり, 電子の初速度は0とし、重力の 高い。 C,D の中央から距離Lだけ離れたところにスクリーンSを置く。上図の 影響は無視する。 (1) A を出た直後の電子の速さはいくらか。 (2) CD間にできる電界の強さEはいくらか。 (3) CD間で,電子のy軸方向の加速度αはいくらか。 (4) CD間の出口での,電子の軸方向の速度vy y 軸方向の変位 y を求めよ。 (5) CD 間を出た後, スクリーンSに衝突するまでの時間はいくらか。 (6)初めからスクリーンに衝突するまでのy軸方向の変位yを求めよ。 ●センサー 105 電圧Vで電子を加速した とき,電子に電界がする仕 事は, W=eV 解答 (1) 加速電圧にされた仕事 eV [J] だけ運動エネルギー 1 2e V が増加するので mvo?evo より,v= m (2)平行極板間の電位差と電界の関係より V V=Ed は12 電子の得た運動エネルギー は, ゆえに,E= d (3) 運動方程式より, mv²=eV 91. センサー 106 極板間では, 電界に平行な方向 →等加速度運動 電界に垂直な方向 ma=eE ゆえに、a= eE eV m md (4)CD間では軸方向には力が加わらないから等速度運動を する。CD 間を通り抜ける時間をとすると,軸方向の運 動より,l=vol, y 軸方向は加速度αの等加速度運動をする ので, eV 1 eVl →等速度運動 v₁ = at₁ = × × md Vo md √2e Vo 1 ev Y₁ 2 at₁₂ = × × 2 2 md (5) CD 間を出ると,電界はなくなるので、x軸方向にも 方向にも力がはたらかず,等速度運動をする。軸方向の運 Vo m VL e d № 2m Vo VI² Ad Vo ■ 原子・分子の世界 動より, L- =vot ゆえに、t= 2L-1 2L-1 m 200 22eVo 2 (6) 電極を出た後の y 軸方向の変位を y2 とすると, VI² VI(2L-1) y=y+y2=y+vyt= + Advo 4d Vo VIL 2d Vo

3番の問題です。 解説の右側にあるvを変えるとrの値も変化するもあるのですがなぜですか？

(3) このばねのは 156 円錐容器の内側での等速円運動 内面がなめらかで すりばち形をした器の中で, 質量mの小さい物体がすべりなが ら、水平面内の等速円運動をしている。 円錐の母線が水平面と なす角を 0, 重力加速度の大きさをg とする。 (1)円運動の速さと軌道の半径の関係を求めよ。 (2) この円運動の周期Tをg, r, 0 を用いて表せ。 (3)円運動の速さを2倍にしたとき,円運動の周期は何倍にな 例題 35,169,170, 174 るか。

1番の問題です。 tanθを求めるとこまでは分かったのですがそこからどうやって速さを求めたのかが分かりません。 教えてください

ここがポイント 156 円錐容器の内部で等速円運動している物体には,面からの垂直抗力と重力の2力がはたらいている。 この2力の合力が, 向心力のはたらきをしている。 この合力は、 水平方向で円の中心を向く。 具体的に 力を求めるには、 鉛直方向と水平方向に力を分解する。 鉛直方向は力のつりあいが成りたち, 水平方向 の分力は等速円運動の向心力となる。 解答 (1) 物体にはたらく垂直抗力をNとする。 垂直抗 力の鉛直成分と重力はつりあっているので Ncos0-mg=0 1 別解 N Ncos 6/ m 向心力人 INsin O また,水平方向の分力が向心力のはたらきをし 左向き ているので mg mg v2 r よって, 上の2式より m=Nsine 物体とともに回転する立場で 考えると, 垂直抗力と重力 sin v2 tan0= = cos gr ゆえにv=gtan (2) 周期の式 「T= 2mr」より (5) T=- 2лr √grtan r == -=2π gtan0 (3) (1) の結果より r= v2 gtan 遠心力の3力がつりあい、 体は静止しているように見 力のつりあいの式は EJNcose-mg=0 Nsino-m=0 注 r 「T=2xr を2倍にしたとき、 1/2倍としてはならない これより,速さを2倍にすると軌道の半径 よって(2)の結果より, rを4倍にすると周期 は4倍になる。 は2倍になる。 を変えると の値も変 ることに注意する。

モーメントのつりあいでTsin60×lsin60がだめな理由を教えて欲しいです

水平方 Tcos 45°Fcos 45°= 0 よって T=F 鉛直方向の力のつりあいより Tsin 45° + Fsin 45°-W = 0 T+F=√2w T=F=√2 sino T 45° G 0 A Tcos 45 B Fcoso 図 C W ① ②式より ・W 2 2 -x60=30√2 =42N2 [別解点Bのまわりの 力のモーメントのつりあいより Wx0.30-Tsin45" x 0.60-0 よってTw -W42N Rx-Tcos60°=0 Rx-1T=0 ここがポイント 96 . の向きを仮定し、水平 鉛直2方向のつりあいの式と力のモーメントのつりあいの式を立てる。 解答 抗力の向きを図のように仮定する。 C 水平方向の力のつりあいより10 30° ① MO 鉛直方向の力のつりあいより Ry+ Tsin 60°-W = 0 A Ry R Rx -Zsin 30° -Ry+ -T-W=0 T T'sin 60° 2 60° Ma の向きが正確に分から なくても、ある向きに仮定す ることにより解くことができ る。 その場合, Rx, Ryが負 の値であれば、仮定した向き と逆向きであると考えればよ い。 2 参考 抗力の大き と向き 京 点Aのまわりの力のモーメントのつりあ。 OS 12 30° -sin 60° B より Tcos 60° Ry [mm] m02.0 m08.0 W (080) OL T×lsin30° W x 12sin60°= 0 3 +--0 x/1/23 (x) 0 Rx (1) ③式より T=- √3 W mos.0 m01.0 (2)Tの値を①式に代入してR-12T=4W(右向き) Tの値を②式に代入して Ry=W- √3 = -W 上向き 2 R2=Rx²+R,2 = (4) + (12/0 4 w2 よってR=/12/2W Ry 1 (Stan0= Rx√3 ここがポイ 97 棒にはたらく から受ける垂直 m00 LO molよって0=30° (87) MO-08+0=3 ありをつるした糸の張力 W (おもりにはたらく重力は等し ける垂直抗力 NA と床から受ける摩擦であ あいの式を連立させて解く。

なぜmgを分解する方法はできないのですか？教えて頂きたいです🙇‍♀️

100 真空中で,質量m[kg] の小球Aに-q [C] の負電荷を与え,絶縁性の糸でつるす。 いま, 正電荷 +2g [C] をもつ小球BをAに 水平方向から近づけると, BA間がd[m]の とき,糸は鉛直方向と 30°の角をなしてつり B 合った。 重力加速度をg 〔m/s2〕 とする。 A m /30 (1) 糸の張力は何〔N〕か。 (2) [N･m2/C2]として,g を他の量で表 クーロンの法則の比例定数をk せ。

マイナスになっているのがよく分かりません。 あと、図中のl.2lはどうやって求めるんですか？

右図のように, 底辺の長さが4ℓ, 高さが2ℓで ある質量mの直方体が,水平面との傾きの 斜面上に置かれている。 点Aのまわりの反時 計回りのモーメントを求めよ。 ただし,垂直 抗力をN, 静止摩擦力をf, 右図のABの長さ をx, 重力加速度をgとし, N, fの作用点は 点Bであるとし, 解答にはsine, cos0を用い るものとする。 20 N. IC . Al mg 解説 直方体の問題では力を移動させる解法がオススメです。 直方体にはたらく力は重 力と摩擦力と垂直抗力です。 本問ではうでの長さを辺の一部と考えるので,力は斜面に平行な方向とそれに垂 直な方向の2方向に分けたほうが,モーメントを考えやすくなります。 よって, 重力を下図1のように, 分解します。 そして力を移動させますが, 摩擦力は回転に関係しないので, 削除してしまいます。 こうしてできたのが, 下図2です。 関係しないの mgsin 0. mgsino 12 mg cos mg 図1 点Aのまわりの反時計回りのモーメントは N・x+mgsino・mgcos ・20 =Nxc+mgl(sin0-2cos0 ) mgcos 図2 手順通りにやれば, 難しくないね mgasaは時計回り? ・20.

(4)のイのようなずらす考え方がいまいちわからないです。教えてください🙇

(東京理科大) *基図は縦波を表すグラフである。 x軸は媒質のつり合いの位置を,y軸 0.11 y [m] は左右への媒質の変位(右方向を正)を 表す。 -2 -1 0 1 2 /345x ン -0.1- E [m] 波は右へ速さ2m/sで進み, 波の先 端が自由端P(x=5mの位置) に達した時刻を t=0s とする。 (1)この波の周期はいくらか。 を用いで (2)t=0sにおいて,媒質の密度が最も疎である点のx座標を図の範囲 で答えよ。 の (3) 右方向の媒質の速度を正として時刻t=0sにおいて,各位置にお ける媒質の速度uの概略を,図の範囲内でグラフに描け。 (4)(ア) この波が自由端Pで反射して, 反射波の先端が点x=0mに達す る時刻を求めよ。 (1) その時刻において,図に示す各位置での変位をグラフに描け。 (ウ)x=0mにおける媒質変位の時間変化を 0≦t≦4.5s の範囲でグ ラフに描け。 (5)Pが固定端の場合について,前問 (イ), (ウ) のグラフを描け。 (名古屋市立大+信州大)

次の問題の青い線の移り変わりがよく分かりませんどなたか解説お願いします🙇‍♂️

83. 斜面上の物体のつりあい 図のように, 傾きのなめ らかな斜面をもつ三角形の台が, 水平面に固定されている。 一端を天井に固定した軽い糸で,質量mの物体が斜め上方 に引っ張られ, 斜面上で静止している。 糸と鉛直方向との なす角はαである。 0 <0 <90° 0 <α+0<90° とし, 重力 加速度の大きさをg とする。 糸の張力の大きさと, 物体が 斜面から受ける垂直抗力の大きさをそれぞれ求めよ。 (山形大 改) 例題6 m

高校物理です。 写真のアンダーラインの部分で、なぜNsinθによる力積が-mgになるのか分かりません。 回答よろしくお願いします🙇‍♀️

床からの 垂直抗力 N 0 Nsino P [mg A d F- -the IN sin IN Mg ☑e 以下では,水平方向の力、運動量,力積を考える場合には, 水 平右向きを正の向きとして考える。 運動量 771 まず台に注目すると, 台は静止しているので、 水平方向につい て合力が0となっており P=mv P:運動量 +Nsin0-F=0 が成り立つ。問題文のの水平成分は,+Nsinの力による力 であり,正(水平右向き)の値をもつ。また, I は一Fの力に よる力積であり,負(水平左向き)の値をもつ。水平方向の合力が 0であることから,'+ の水平成分も!となる。 m: 速度 12 の答 ① 次に小球に注目して、水平方向の運動量と力積の関係につい て考える。 点Aから点Bまでの, 小球の水平方向の運動量の変 化4Pは, I-FAt Y: 力積 F: カ 4時間 4P=0mv=mu である。 小球は台から水平方向にNsin0の力を受け、その力 による力積は4Pに等しく, m であったことがわかる。 再び台に注目すると、台が小球から受けた力積工の水平成分 すなわち +Nsin0 の力による力積は,+mv となる。 は鉛直成分をもたず、常に水平左向きであることに注意する 運動量と力の関係 AP-1 4P 運動量変化 /:力積 -113-