問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X Y が間隔で平行に置かれている。2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が9となるように傾斜している。 水平 部分の左端には,抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池Eが接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをg として,以下の問に答えよ。 R P [CL] Yt P' R, m B レール Y レール X 図 1 0 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度v を与えたところ,やがて PP'はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 -37- 0 問金属棒PP' の速さがひとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P'′ か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, L, B, ” を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗Rと金属棒PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け｡ R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBl=2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, a, I, l, B を用いて表せ。 ma = -IBl (4) 加速度αを, m, R, l, B, v を用いて表せ。 VBl VB²l² a = - VBR XBlx m [= 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に, 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 mo² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒 PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり, その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ。 = 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒 PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒 PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを W, P, m, g, 0 を用いて表せ。 -38-

なぜ点Dの電位差は-100Vになるのですか？0Vではないのですか？

485 電位 図の回路において,Eは内部抵抗の無視 できる起電力 100Vの電池であり, それぞれの抵抗は, R=20Ω, R2=30Ω, R3 = 50Ω, R = 100Ω である。 Sはスイッチを表し, Gは接地されている。 (1) スイッチSが開いているとき, 点A,B,C,D A の電位はそれぞれいくらか。 (2) スイッチSが閉じているとき, 点A,B,C,D DE S E100V R1 20 R3 50 C R₂ Bo R₁ B G =

高二物理の問題です。基礎的な部分でお恥ずかしいのですが、この問題は物体が斜面から受ける垂直抗力を求めているのになぜ、N🟰で終わらず、力の大きさＦまで考えなければいけないのでしょう？

図のように、 水平とのなす角が0のなめらかな斜面上に、質量 mの物体を置き, 水平方向に大きさFの力を加えて静止させた。 重力加速度の大きさをgとして, 力の大きさFと,物体が斜面か ら受ける垂直抗力の大きさを求めよ。 N ANcos 0 SUOJATE ■指針 物体が受ける力はつりあっている。 これらの力を互いに垂直な2つの方向に分解し, 各方向で力のつりあいの式を立てる。 解説 垂直抗 力をNとすると, 物 体が受ける力は図の ようになる。 鉛直方 向と水平方向のそれ ぞれの力のつりあい から, 鉛直 : Ncose-mg = 0 N=- 水平: F-Nsin0=0 これにNを代入し、 ONT 激 F=Nsin0= xsin0= mgtan0 mg coso Nsine 0 mg F mg 60m coso 10 INTE DE 別解物体が 受ける力を、斜面に 平行な方向と垂直な 方向に分解してもよ い。 この場合、各方 向における力のつり あいから, を聞かせるためには 平行: Fcos-mg sin0=0 mg 垂直: N-mg cose-Fin=0.① 式 ① に求めたFを代入して, NA mgsin 0 mg (cos20 +sin20) = cose 11 FOR = Fcoso mg cose F Fsine Amgcoso F=mgtan0 hadi C N = mg cos0+Fsin0=mgcoso+mg Oct. Or msin²0 coso

コンデンサーを含む回路で、スイッチを閉じた直後は電荷は不変と言いますが、スイッチを閉じた直後は回路のどこまで電流が流れるのですか？ 一瞬にして全体に流れないのですか？

写真の波線部について質問です。十分時間がたったらコンデンサーの電気量は変化するとのような書き方がされていますが、コンデンサーは電池がなくなっても(スイッチが切れても)電気を蓄え続けるのではないのですか？なぜ電流が流れ出し電気量に変化が起こるのか解説よろしくお願いします

(3) スイッチを開くと, C の上側の正の電気と, 2C の下側の負の電気が 引力で引かれ合って, 放電が始まる。 「スイッチを開いた 直後」なので, 「コンデ ンサーから電流は流れ 出すが、まだ時間が 縫っていないので、電 気量に変化はない｣と いうこと。 よって, 図cのように Cの電気量は CV, 2C OFF!直後 の電気量は2CVのまま同じ で,電流ﾑが放電して いる。 ⑦ : + IR + IR-V2 - :. I₁ = = = 1 2R (V1 + V2) V 6R Sp 1 2 2R (V + 1/ V) ・V 9 20 週間放電 10₁ I₁ IR Stem C ア I₁ 015 TR →h L 図 C ++++ ま +C VS 91.2 まだ 不変 V₁ -CV₁ ++++_ +2CV₂ V₁ V1 = 0 0=V - Si + US+ : ⑧ { 0=-40-1)+0+0+0 2C V₂ -2CV₂ DEUS (RE

3番です なぜ運動エネルギーはないのですか？

基本例題 37 水平ばね振り子 180,181 解説動画 ばね定数 5.0N/m の軽いつる巻きばねを, なめらかな水平面上に置き, 一端を固定し,他端に質量0.20kgの小球をとりつける。 小球を水平方向に距離 0.40m, 0.40m だけ引いてからはなすと, 小球は単振動をする。 (1) この単振動の周期 T [s] を求めよ。 (2) 小球の加速度の大きさの最大値α 〔m/s2] を求めよ。 (3) 小球がもつ力学的エネルギーE[J]を求めよ。 指針 (2) 単振動の加速度の最大値 α = 等速円運動の加速度 Aw² DECE 0.20 2π 5.0 5 m 解答 (1) 周期 T=2π = 2π₁ k 2 -=1.3s 2 2 k (2) ao= Aw² = A (²7) ²= A(√₁ T m (3) E=1/12/kA²=1/123×5.0×0.40°=0.40J 5.0 0.20 自然の長さ Mmmmmmo -0. =0.40× -=10m/s2 bom Fm 速さ 加速度の 大きさ 0.40 m, 0.40 m roddo 0 - 最大 - 最大 - 0-量 777

⑶の解説の丸で囲ったところがわかりません。

(3)(2)の時刻におけるP, のようなことが起こるかを簡潔に答えよ。 18 斜方投射図のように、水平から 60°の斜め上方 に小球を発射する装置がある。 小球を速さ”で鉛直な壁 面に向かって打ち出した。 小球は, 高さが最高点に達し たとき, 点Qで壁面に垂直に衝突した。 壁は点Pから 水平方向にだけ離れており,点Qは点Pよりんだけ 高い位置にあった。 ただし, 小球は壁と垂直な鉛直面内 を運動し、空気抵抗は無視できるものとする。 また、重 力加速度の大きさをg とする。 (1) 発射直後において、小球の水平方向の速さは1である。発射から壁に衝突するまで, 小球は水平方向には速度が一定の運動をする。 発射直後から小球が壁に到達するまで の時間tを, v, lを用いて表せ。 の部分(QTRC √√3 (2) 発射直後において, 小球の鉛直方向の速さは である。 小球は鉛直方向には加 2 Mic 速度が一定の鉛直投げ上げ運動をし、点Qで鉛直投げ上げ運動の最高点に達する。 h を, v, g を用いて表せ。 (3) はしの何倍か求めよ。 ト PZ60° 小球 (20 計)

写真の問題で、力の向きと物体の移動方向が逆向きなのにマイナスがつかないのはなぜですか？？ 教えてください🙇‍♀️

74 仕事の原理 図 1,2のように、ひも･定をつ 滑車 動滑車を用いて,質量10kgの物体を ゆっくりと 0.50m引き上げた。 重力加速度の 大きさを9.8m/s2 とし, ひもや滑車の質量お よび摩擦は無視できるとする。 ((1) 図1で ひもを引いた距離を求めよ。 0.50m 0.50m " (2) 図1で,ひもを引く力の大きさを求めよ。 物体が 移動する 向き 10kg POTESTAS Det er } 図1 (3) 図1で,ひもを引く力がした仕事を求めよ。 (4) 図2でひもを引く力がした仕事は (3) の何倍か。 加える力の向き ➡11 ヒント (1) 動滑車の左右のひもは0.50mずつ短くなる。 10kg 図2

ブリッジ回路に関する質問です。 この問題の回答がR=140Ωなのですが、どう計算しても答えにたどりつきません。どなたか解説をお願いします！

INOM ) R= INDE I 60 Q R (2) 60Ω S 60Ω 72 V 図 2.25

(1)は、なぜ位置エネルギーが摩擦熱になると考えられるのですか？(今更初めて知りました)また式は、重力による仕事＝動摩擦力による仕事を意味していますか？ (2)の問題文に、「Pの床に対する速度」「台の床に対する速度」の違いが分かりません。多分どちらも相対速度を意味している... Read More

31 質量Mの台が水平な床上に置か れている。 この台の上面では, 摩擦 がない曲面と摩擦がある水平面が点 Bで滑らかにつながっている。 台の 水平面から高さんにある面上の点Aに質量mの小物体Pを置き,静 かに放す。 重力加速度をg とする。 (1) 台が床に固定されているとき,Pは点Bまで滑り落ちたのち, 点 Bから距離だけ離れた点Cで止まった。 BC間の水平面とPの間 の動摩擦係数μはいくらか。 Bandes DIT (2)次に,台が床の上で摩擦なく自由に動くことができるようにした。 台が静止した状態で,点AからPを静かに放した。 Pが台上の点B に達したときの, Pの床に対する速度を v, 台の床に対する速度をV とする。ただし, 速度は右向きを正とする。 (ア) このとき,とVが満たすべき関係式を2つ書け。 h ABC 台 M 床