物理の円運動についての質問です。 (1)(a)で、速さvを求めるときに解説では力学的エネルギーの保存の式を立てていますが、これを運動方程式mv^2/r=mgsinθで求めようとすると正答になりません。mgsinθが向心力ではないからでしょうか。 また、解説の図aの点線矢印m... Read More

B....... 2 51. 〈半球内での物体の円運動〉 内半径Rの半球が,図1のように切り口を水平にして固定半球 されている。座標軸は,半球の中心Oを原点とし, z軸を鉛直 方向に, xy平面を半球の切り口にとる。 この半球の内面に接 して運動する質量 mの小球について考える。ただし, 小球と 半球の内面との間の摩擦および小球の大きさは無視できるもの とする。重力加速度の大きさをgとして,次の問いに答えよ。 (1) 図2のように, 小球が半球の内面に接して xz 平面内を運動 する場合を考える。 (a)z軸となす角度が0の位置から小球を静かにはなすとき, 角度0の位置における小球の速さ”および加速度の進行 方向成分αの大きさを, R, m, g, 0, 0 の中から必要な ものを用いて表せ。 (b) 6 が十分小さいとき, 往復運動の周期 T を, R, m, g の 中から必要なものを用いて表せ。 なお、 この場合, sin00 が成りたっているものとする。 (2) 図3のように、小球は半球の内面を半径rの円を描いて一 定の速さで水平に回っている。 (a) このときの円運動の角速度 1 を R,m,r, g の中から i/ Fi .) ... x 小球 m R MOOER 図 1 AZ 10 Oo` 0 図2 AZ lo 応用問題 R m x x

ローレン力。 (１)問題なんですけど、自分が習ったローレンツ力のやり方だと答えが点Oになるんですけど…解説お願いします。

毛加 Q(V<E) 発展例題779 回転する導体棒に生じる誘導起電力 鉛直上向きで磁束密度 B[T]の一様な磁場の中で,長さ Im]の 導体棒 OP が,点0を中心として水平面内で図の向きに角速度o [rad/s]で回転している。 で (1)電位が高いのは点 0, Pのどちらか。 (2) OP 間に生じる誘導起電力の大きさはいくらか。 BA\の 0。 考え方 OPP'(右下の図)の面を貫く磁束 4の[Wb]によって, 誘導起電力が生じる。 (1) OP 中の電子にはローレンツカがはたらく。(2) 導体棒 OP が At[s]間に描く扇形 (1) ローレンッ力によって電子の分布は点0側に偏る。 のな法りてで は点P (補足) 解答 BA したがって, 電位が高いのは点P。 f OP (2) 時間 At(s)の間に OPが描く扇形の面積 4S[m°]は, -PwAt[m°] 2 (2) 0- P' F0At AS AS=T?.OAt 2元 よって, 誘導起電力の大きさ V[V]は, Aの P BAS At 1 -Bl'o (V] 0dt AS=πl". 2元 At 467

物理　電磁誘導　良問の風125 (p83) について。 (2)で電流の向きの、解説の求め方が分かりません。 私は、V=vBlの左手の法則を使い、中指vを円の接線方向に、人差し指Bを紙面の表から裏方向にして親指VがO→Qになるので、電流はP→Oと導きました。 そもそもこれ... Read More

電磁気 83 125* 細い導線で作った半径a[m]の円形レール (S, P間は切れている)があり, このレール面の中心 0とレール上の点Pとの間にはR[Q]の抵抗が 接続されている。さらに, 中心Oとレールの間 には,レールに接しながら回転できる導体の棒 OQ が橋渡ししてあり,この棒は一定の角速度の [rad/s)で回転している。レール面には,それに 垂直に磁束密度B [T]の一様な磁場 (磁界)が紙面 の表から裏への向きに加わっている。 (1) コイル OPQ を貫く磁束は 4t[s]間にどれだけ増加するか。 (2) 抵抗R[Q]の両端に発生する電位差Vを求めよ。また, 抵抗を流 れる電流の向きはO→Pかそれとも P→0か。 (3) 抵抗R[Q]で消費する電力はいくらか。 (4) 棒OQ が磁場から受ける力はいくらか。その向きは回転と同方向 か,逆方向か。 (5) 棒OQを一定の角速度の[rad/s]で回転させるために必要な外力の 仕事率P はいくらか。 SP R の 棒 00 B 大の (東京電機大+筑波大)

【等速円運動の加速度】 青線部がよく分かりません。 「⊿v↑とv↑が垂直になる」というのが図でイメージすることが出来ません。 具体的にどういう事なのでしょうか？

VとVの始点を合わせる。 Wat Wat では、点0を中心に半径r, 速さvの等速円運動をしている物体を考えます。 物体が短い時間Atの間に,点PからP'へ移動し,速度がひからびになった とすると,物体の加速度aは1秒あたりの速度変化ですから次のように表さ れます。 a=Aレ ー V 三 Af 角速度をoとすると,ZPOP'は時間Atの間の回転角なので,watと なります。ですから図の右の部分では,ひとびのなす角もWAtとなります。 等速円運動なのでひとびの大きさは等しいですから, oAtがきわめて小さい とき,Auはuと垂直になります。つまり, vは円の接線方向なのでAvは円 の中心を向きます。したがって,加速度aも円の中心を向きます。次に加速 度の大きさaについて考えましょう。図の右の部分を, Avを弧とした扇形 と考えるとAuの大きさAuは孤度法の弧の長さを表す式より lerg AV=VWat であることがわかります。以上より,加速度の大きさaは次のように表せま す。 V Wシー r AV V 2 = roを用いて変形をした) a= (ひ ニ AFてりw =rw' r 2 Kx W- rW Point xイ 2 等速円運動の加速度 a= = ro(円の中心向き) r f> O

解説お願いします　苦手分野の電磁気

議径 tm] で POQ が直角である扇形 OPQ の1 巻きのコイルがある。図のように. このコ 刻形を点 O がxy 半面の原点に一致するように置き,. コイルが点ひ を中心として, ry 平面上を |回転できるようにする、いま, rz平面の領域 0 に紙了面に垂直で表から癌に同かう磁東審度 ET】 の一様な磁場をもかけ, コイルを点 0 を中心として反時計回り に一定の角速度 irad/s} で 間回坂きせた。なお, コイルの抵抗値は ALO] であり、 コイルが領域> 0に入るときに0Q が 干を通過する時刻を/ = 0 とする。コイルを流れる電流が作る磁場の大き きはどの大ききにだ比 二分に小さいものとし,、 またコイルの自選誘導は無複できるものとする。 』。 コイルが1 回転するのにかかる時間 7[s] を求めよ。 磁医洛の法則より, の間に るとき。 コイルに 人 [V] の時中電力が生じる。まず0 <くり < <坊m 記のとき。 コイルに はは [4) ] の向きに流れ. コイルに生じる 証 5) |「V】 である。 コイルに流れる電流の大きさはオームの法則より、 ヨルに電流が流れると, コイルは磁場から力を受ける。そのため, コ 請先る力の大き さは [ (17) ] [NJ、コイルの 0Q 部分が場から受 N] となる。 一方 ぐしく tl の場合には, コイルには誘 隊れこのとき生じる誘導起電力の大きさは | (20) | [V] となる。

解説お願いします

第 3 間 上の各問について. 寺応する解答感の中からもっとも適する答を1 つ選び, マー クシートにその記号をマークせよ。 半径 c[m] で ZPOQ が直角である扇形 OPQ の1 巻きのコイルがある。 図のように、このコ イルを点0 がxy平面の原点に一致するように人岬き,. ゴイルが点ひ を中心として, xy平面上を 回転できるようにする。いま, xy平面の領域 る 0 に紙面に乗直で表から衰に向かう磁束審度 J[T] の一様な磁場をかけ。コイルを点 O を中心として反時計回りに一定の角束度 girad/s} で 回転きせた。なお, コイルの抵抗値は だ[LO1 であり. コイルが徹域>る0に入るときに0Qが 9 輸を通過する時刻を7 = 0 とする。コイ ルを流れる直流が作る夏場の大ほきはの大ききにだ比 べて十分にホさいものとし, またコイルの自己勘導は無宰できるものとする。 剛1、 コイルが1 回転するのにかかる時間 7[s] を求めよ 間2 = 和] のとき. コイルを頁く大 のLTWb) を求めよ。 | G2 3| コイルが1回転する問にコイルを貫く磁束 の[Wb} の時間変化を示すグラブフはどれか。 から[ (20) | にあてはまる語句または数式はどれか。 還の電磁肝癌の法則より, 1巻きのコイルを質く磁来 の[Wb] が時間 Arls] の関に 化するとき。 コイルに 人-[V] の時門電力が生じる。まず0 <7< てhm 4) | の向きに流れ, コイルに生しる 固のとき生じる誘導起電力の大きさは | (20) | [Y] となる。

黄色で線を引いているところです。 なぜ、120度になるのですか。

Ⅲで、開口部を通過する波のエネルギーは幅ｈに比例すると言えるんですか？

平面小の振幅およ 出入りのため開中部が設け られでており. の館囲で。変Wることができる。 波の速くさは外: る波の反射は無視できるとして, 以下の設問に _[ 波は開口部を通して図3 のように港に入り, 防渋坦のかげに回り な現象は何と呼ばやるか。 またそれは, 波に関するどのような原理ま7 り説明されるか。 II 開口部の中心から岸壁に向かっで,。 防波堤と垂直に距離んだけ離れた点Cを る。 ヶがヵよりかなり天きい場合には, C点での波の振幅々は。 開還部の幅ヵ 例する。なぜそうなるか, 理由を簡単に述べよ。 港に入った波は, 開口部から直分に遠くでは, 開口部の中心を頂点とする, 頂角9 の扇形に店がると近似できる。また一般に, 波面に沿う長き/の区間を通過する波。 のエネルギーは, 渋の振幅が波面に沿っで一定である とき, 波の振幅の 2乗と/と に比例する。とのことを知っで。ひきつづき以下の設問に答えよ。 息 港に入りこんだ波の振幅は, 頂角 のがあまり大きくない限り。 円弧CCC7に治 つでほぼ一定で, その外側では 0 になると近似できる。また, 波のエネルギーは保 存されるので, 円如CCCZを通過する波のエネルギーは。開回部を通じで港に入 りこむ小のエネルギーに釜しい。これらのことと設問から。 開口部の幅/を変 えたとき, 頂角のがんの何乗に比例して変わるか。 理由をつけてホホべよ。 IV C点を防波堤から岸於に向けで しだいに遠ざけていくとき, そこでの波の振幅 は, 距離/の何乗に比例して変わるか。理由 をつけて述べよ。

赤線のところを教えて貰いたいです。

半径 〔m) の円形レ ールの一部をのの軸還議較 トOと強A を抵拓(Q] で結ぶ。 OB ほ議主 で, 叶刻 にOA の位置から一定の痢語 本 ) で反叶計回り に回転させる請本本議 万(Wb の感場が紙面の表から案の耐計語 かっている。 以外の抵挑はないと3i請 ィ) 時刻/(s) においてコイル OAP を 買議 2) OA を流れる電流の強き7と向きを表認 応4 OP は角度 oz 回転している。 扇形0APIの面 で比例配分し, 2) この結果より

(2)の問題の解き方を教えて下さい！！