物理の磁気の問題です。 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

180 第4章 電気と磁気 ★★ **140 【10分・16点】 XXXX 図のように, 自己インダクタンスLのコ イル, 抵抗値Rの電気抵抗, 電気容量 Cの コンデンサーを起電力 E の直流電源に接続 し 回路の特性を調べた。 直流電源およびコ E イルの内部抵抗は無視できるものとする。 0 A (4 R S₁ スイッチ S2 を開いたままで, スイッチ SL を閉じて, 十分に長い時間がたった状態について考える。 問1 コンデンサーに蓄えられた電荷はいくらか。 ①1/23CE ② CE ③ 1/12 CE2 ④ CE2 ⑤/12 LE ⑥ LE コンデンサーを充電し終わった後, スイッチ S を開き, 次にスイッチ S2 を閉じ ると,コンデンサーとコイルから成る電気振動回路ができる。すなわち, 充電され たコンデンサーの電荷はコイルを通し放電され, 振動電流が流れ始める。 ①1月 1 問2 スイッチ S2 を閉 (2 じた時刻を t=0 とす m AAA t るとき, コンデン サーのb点側の電荷 Qの時間変化を表す グラフはどれか。た だし, グラフの縦軸 はQを表すものとす る。また, マイルに 0 流れる電流の時間 WIN 変化を表すグラフは どれか。ただし,電流は a点からb点の向きを正とし, グラフの縦軸はiを表すも のとする。 Q のグラフ 1iのグラフ 2 問3 電気振動の周期はいくらか。 0 T√LC 22 T√LC T√LC 問4 インダクタンスLのコイルに電流Iが流れている場合, このコイルに蓄えら れているエネルギーは 1/12 L12 で与えられる。これを用いて,この回路に流れる振動 1 2T LC 電流の最大値はいくらか。 0 EVE EVEⓇ CE EVE E. ED C a IS₂ mm b IC §ε 図 に、 に時 何と れ (2 2 問3 問4 は ① to

この答えは5m/sなのですが問題文は全て有効数字2桁 なのに答えの有効数字は1桁なのか教えて下さい よろしくお願いします

5 鉛直投げ上げ地面から初速度20m/sで物体を鉛直上向きに 投げ上げた。 1.5s後の物体の速さは何m/sか。 また,そのと 45 きの地面からの高さは何mか。

この二つの問題で、キルヒホッフと電荷量保存で考えたのですが答えが全くあいませんでした。解き方を教えていただけると助かります。よろしくお願いします。

32 * C1はすでに 30Vで充電され, C2 は未充電である。 スイッチを入れると C2 にはいくらの電気量が蓄えられ るか｡ 33** C1, C2 はすでに20Vで充電され, C3 は未充電で ある。まずスイッチをaに入れ,次にbに切り替えたと き, C, の極板A上の電荷を求めよ。 C1 C2 THE + 5μF 15μF A B cil +1 2μF C3 6μF 50 V b C2 1μF

⑵でスイッチを入れた直後B Dかんの電圧は0とあったのですが、この理由がわかりません。 教えてください。よろしくおねがいします。

3 次の文中の に適当な数値を入れよ。 図のような内部抵抗のない電池, 3個の抵抗, 2個 の最初電荷をもたないコンデンサー, 2個のスイッチ で構成される回路がある。 (1) 最初スイッチ S1, S2が開いた状態のとき, AB 間を流れる電流は ア A であり, AB間の電圧 はイVである。 また3個の抵抗で消費される 電力の合計はウ W である。 (2) 次にスイッチ S2は開いたままで, スイッチS1を閉じた直後にAB間を流れる電 流はエAである。 その後十分時間が経過したとき, BD間の電圧はオ Vで あり,BE間のコンデンサーにたくわえられる電気量はカCである。 (3) 次にスイッチS2も閉じる。 その後十分時間が経過したとき, 2つのコンデンサー にたくわえられる静電エネルギーの和はキJである。 A 4Q BS1 12V 70022 S2 20 5µF E _5μF

⑶の問題で、どのように摩擦力が働いているのかわからないのと、静止した地点で位置エネルギーがないのはなぜかわかりません。 教えていただけると助かります。よろしくお願いします。

⑻⑼に関してなんですが、なぜ、y'の方向に運動しないのですか。 教えていただけると助かります。よろしくお願いします。

167. 斜面上の小球の運動 次の文の 水平面に対して角α傾いたなめらかな斜面上におい て､小球の運動を考える。 重力加速度の大きさを!! [m/s"] とする。 図のように、斜面の左下端を原点と し、Oを通り水平右向きに x軸、x軸と垂直で斜面に 沿って上向きにy軸をとる。 また、原点Oを通り、水 平面内でx軸に垂直にy'軸をとる。 x軸と角をな す向きに､ 速さ Vo〔m/s]で小球を原点Oから斜面上に 22 発射した。 斜面を上っていった小球は、すべり落ち始める直前に、斜面の右端で最高点 Pに達した。小球を発射した時刻をt=0s とする。 OP間を移動する間の時刻t[s〕に おける小球のx軸方向の速さ [m/s] と, y 軸方向の速さ [m/s] は, それぞれ w=(1 ) = ( 2 ) と表すことができる。 時刻 [s] における小球の斜面上の位 置(x,y)は、それぞれx=(3) [m], y = ( 4 ) 〔m〕 となる。 したがって、小球の 斜面上の最高点Pの位置 (Xmym) は、それぞれ x = (5) [m〕.ym = (6) [m]と なる。最高点Pの水平面からの高さん〔m〕 は, h = ( 7 )である。 小球は、斜面上の 最高点Pに達した後 Pから飛び出し, 水平面上の点Qに落下した。 xy平面上での点 Qの位置を(x) とすると、x=( 8 ) [m〕, y' = ( 9 ) [m]となる。 )に入る適切な式を答えよ。 Vo P

この問題で、点Bでの力はm gではなく垂直抗力の反作用によるNだと思ったのですが、答えはm gでした。 重力あくまでも人間にかかる力なのではないのですか。 教えていただけると助かります。よろしくお願いします。

(4) 斜画 思考) 138. 壁に立てかけたはしご 水平で粗い床と,鉛直でな めらかな壁に質量m、長さLのはしごを立てかけた。は しごの重心は, はしごの中央Cにあり, はしごと床とのな す角は0である。重力加速度の大きさをgとし, 人とおも りの大きさは無視できるとする。 (1) 質量 2mの人がはしごを登ると、下端Eから距離 2Lの点Bをこえたところで, はしごがすべり始めた。 はしごと床との間の静止摩擦係数を求めよ。 IA |壁 447496 B D 床日 3L 4 L 4 E

これの⑵の考え方がわかりません。 教えていただけると助かります。よろしくお願いします。

30 1章 力学Ⅰ 74. ばねと作用・反作用 自然の長さがいずれも0.50m で, ばね定数が2.0×102N/m 3.0×102N/m の軽いばねA,Bを, 図のように (1) 並列(2) 直列につなぎ, 滑車を通して 重さ 60Nのおもりをつるす。 このとき, (1), (2)の場合におけるばねの伸びをそれぞれ 求めよ。ただし,(1)では, ばねA,Bの間隔はきわめて狭く, ばねA,Bは同じ長さだ け伸びたとする。 (1) A 00000000 00000000 BO 60N (2) A Fo B 20000000 100000000 60N

Bの（4）何ですけど、私は⑵の式にeかけるだけでいいのだと思ったのですが、解答はわざわざ反発係数の式と運動量の式をから求めているのですが、eをかけるだけではダメなのですか。 教えていただけると助かります。よろしくお願いします。

<2物体の問題> 図のように、なめらかな斜面ABとなめらかな水平面BC, および鉛直な壁をもった質量M の台が水平な床の上に静止している｡ 斜面ABと水平面BC はなめらかにつながっており、BC 間の距離は1である。 いま, 水平面BC からの高さがんの点Aから質量mの小球を斜面に沿っ て静かにすべらせる。 すべり落ちた小球は,右端の壁に垂直に衝突してはねかえった。小球の 運動は図の紙面内に限られるものとして, 以下の問いに答えよ。ただし、重力加速度の大きさ をg, 小球と壁との間の反発係数をeとする。 また, 速さは床に対する速さ, 高さは水平面BC からの高さとする。 h A ●小球 台 B 壁 床 [A] 台が床に固定されている場合について, 以下の問いに答えよ。 (1) 点Aからすべり落ちた小球が最初に壁と衝突する直前の小球の速さを求めよ。 (2) 小球が最初に壁と衝突した後, 小球が到達する最高点の高さんを求めよ。 [B] 台がなめらかな床の上を自由に動くことができる場合について, 以下の問いに答えよ。 ただし、台の底面は床から離れないものとする。 m の関係が常に成り (1) 小球の速度の水平成分の大きさと台の速さ Vの間には,V= M 立つことを理由を述べて示せ。 (2) 点Aからすべり落ちた小球が最初に点Bを通過する瞬間の小球の速さと台の速さに を求めよ｡ (3) 小球が最初に点Bを通過してから壁に衝突するまでの時間を求めよ。 (4) 最初の衝突直後の小球の速さと台の速さを求めよ。 (5) 小球が最初に壁と衝突した後、小球が到達する最高点の高さんを求めよ。

⑵についてなんですが、この初めのエネルギーが0とあるのですが、位置エネルギーがあるのではないのでしょうか？ 教えていただけると助かります。よろしくお願いします。

2 図のようななめらかな斜面 AB があり, 床BC は十分長い水平面になっている。 斜面と床 はなめらかにつながっている。 また,床は点Cより先は摩擦がある。 水平面から高さんの点 から質量mの物体Pを静かに放すと, 物体Pは斜面に沿って動き出した。 重力加速度の大 きさを」として以下の問に答えよ。 (2) 点Aから点Bに行く間に,垂直抗力と重力が物体P にする仕事は各々いくらか。 (2) 点Bを通過直後の, 物体Pの速さを求めよ。 (3) 点Cを通過したあと, 物体にかかる床からの垂直抗力の大きさを求めよ。 (4) 点Cを通過したあと,物体Pは点Cからの距離がLの位置で止まった。床と物体の間 の動摩擦係数を求めよ。 (5) はじめの点Aの高さを半分にした場合,物体は点Cから測った距離がいくらの点で止 まるか。 A P h B C