【高校物理、電磁気学】 河合塾出版の参考書、「高校物理」の例題4-5で分からないことがあります。 (c)(d)を解説と異なる方法で求めようとしました。(c)は答えが合いましたが、(d)は合いませんでした。私の解答を書きますので、どこが間違っているかをご指摘頂きたいです。一応... Read More

第1章 電場 275 例題 4-5 電場と電位・位置エネルギー 真空中の電荷と電場に関する下記の y 文において, (a)から (d) にあ てはまる式を記せ。 ただし, クーロン P(-d,d) の法則の比例定数をk [N·m²/C2], •C(0,d) 電子の電荷を -e [C], 電子の質量 をm[kg] とし, 無限遠点での電位を 0Vとする。 0(0, 0) x B(-d, 0) A(d, 0) (1)A(d,0) と点B(-d, 0) に正の電荷 Q を固定し,y軸の点 C(0, d) 電子を置く。 D(0,- -d). 点Cで速度 0 であった電子が電場で力を受けてy軸上を動くとする と、原点0での速さは (a) | [m/s] となる。 (2) 点Aと点B の正の電荷 Q のほかに, 点Cに電気量 Q [C] の点電 荷を固定する。さらに,これら3つの点電荷を固定したままで, y 軸上 の負の方向の無限遠点に置かれた電気量 - Q [C] の点電荷をy軸に 沿って点D (0, -d)までゆっくりと動かす。 このときに外力がする 仕事は(b) [J] である。 (3)点Aと点Bに電荷 Q, 点 C と点Dに電荷 - Q を固定した状態から, 点Cの電荷 Q をC→P→B の経路で点B まで, また点Bの電荷 Q をB→O→Cの経路で点 Cまで同時にゆっくりと動かす。 このとき外 力がする仕事は (c) [J] である。 さらに,点Aの電荷 Q と点B の電荷 Q を固定したままにして, 点Cの電荷Qをy軸の正の方向に向かって無限遠点まで,また点Dの 電荷-Qをy軸の負の方向に向かって無限遠点まで同時にゆっくりと 動かす。 このとき外力がする仕事は(d) [J] である。 (東北大) 解答 (1) (a) 点A,Bの電荷による点Cおよび点0の電位は, それぞれ, Vc= kQ kQ √2kQ + √2d √2d d kQkQ_2kQ Vo d V₁ = kQ+kQ d 求める速さをひとする。 力学的エネルギー保存則より, 1/12m+(e)xVo=(-e) Vc .. mv²= (2-√2) kQe d

波線の部分を教えてください🙇🏻‍♀️՞

A. 必解 1. 〈速度の合成> 図のように,一定の速さで一様に流れる川に浮かぶ船の運動 を考える。船は,静止している水においては一定の速さ 3. C D Us (vs>v) で進み,また, 瞬時に向きを自由に変えられる。 最初, w 船は船着場Aにいる。 Aから流れに平行に下流に向かって距離 L離れた地点をB, A から流れに垂直に距離 W離れた地点を C め h C 船 B Cから流れに平行に下流に離れた地点をDとする。 船の大きさは 無視できるものとする。 (1)地点AとBを直線的に往復する時間 TB を L, Us, vを用いて表せ。 (2)船首の向きを,AC を結ぶ直線に対してある一定の角度をなすように上流向きに向け、流 れに垂直に船が進むようにして,地点AとCを直線的に往復する時間 Tc を W, us, v を用 いて表せ。 (3) L=W のとき,Tc を TB, Us, v を用いて表せ。 また, 時間 Tc と TB のうち長いほうを答 えよ。 + (4) 船首の向きを, AC を結ぶ直線に対し角度 0 (0> 0) だけ上流向きに向けて地点Aから船 を進めると, 地点Dに直線的に到着する。 その後, 地点DからCに, 流れに平行に進み、 地点Cに到着する。 地点AからDを経由しCまで移動するのに要する時間を W, us, 0, 0 を用いて表せ。 [21 東京都立大]

物理の束縛条件についてです 質量がそれぞれm,Mの小球A,Bが糸で結ばれ掛けられた滑車と質量がLの小球Cが糸で結ばれた滑車の3物体の滑車を考えます（m<M<L） 物体Cが下降してA,Bが動き出します この時、慣性系で式を立式すると未知数に対して式が足らないので束縛条件を考え... Read More

（③）がなぜその答えになるのか全然わかりません💦 分かる方いたら解説お願いします。

22 基本例題 14 力のつり合い 右図のように, 2本の伸びない糸 1, 糸2を用いて重 さのおもりを天井からつるして静止させた。 糸 1, 糸 2の張力の大きさをそれぞれ T, T2 とする。 (1)おもりにはたらく水平方向の力のつり合いの式を示せ。 (2) おもりにはたらく鉛直方向の力のつり合いの式を示せ。 (3) T1,T2はそれぞれ Wの何倍か。 糸 1 60° おもり 天井 糸2 30% 考え方 () ?? 物体にはたらく力を各方向の成分に分けて, 力のつり合いを考える。 [解説] 早となす角の滑らかな斜面上に表 (1) 水平方向の力のつり合いより WIN の小物 体 aucot a 正の向き Tisin 60°=T2sin 30° S よって、12/27 Ti = (2) 鉛直方向の力のつり合いより Ticos 60° + T2 cos 30°= W よって、12/27i+ √3 T+ T₂ = W 2 T T₁ 正の向き W (3)(1)(2)の2式よりT=1/2wTw W Tacos30° T1 よって, T. は 1.2倍が倍。 2 別解 30° 60° 90°の直角三角形の辺の比を用いて, 力のつり合いの式を示してもよい。 Ticos60° T₂ 60° Tu -30° Tsin60° T2sin30° √3 2 60° 1 √3 130% 2 w

（カ）がわかりません💦 教えてくださいお願いします🙇

必解 39. 〈小球と斜面との衝突〉 <! 次のアからサ に適当な式を入れ, 問いに答えよ。 ただ し、重力加速度の大きさをgとし、空気抵抗はないものとする。 図のように質量mの小球が自由落下し、傾き角0 質量 Ka (0° 8 <45°) のなめらかな斜面に上から衝突した。 衝突直前の 小球の速さを”とする。 衝突の際, 斜面は動かなかった。 〔A〕 衝突直前の小球の速度の斜面に平行な成分の大きさを0を用いて表すとア であり、斜面に垂直な成分の大きさはイである。 衝突後,小球は速さで水平に飛んだ。 衝突の前後で小球の速度の斜面に平行な成分 の大きさは変化しないが,このことをv, 0, 0 を用いて式で表すとウとなる。この 関係からをひとを用いて表すとエとなる。また。 衝突直後の速度の斜面に垂 直な成分の大きさは,と0を用いて表すとオとなる。この成分の大きさは斜面と 小球の反発係数をeとすると,e, v, 9を用いてカと表される。(オ), (カ)が等しいこと から”をe, v,0を用いて表すとキとなる。 以上から(エ),(キ)が等しいとおくことに より,反発係数eは0を用いてと表されることがわかる。 (1)この衝突で斜面が小球に与えた力積の大きさをm, v,0を用いて表せ。 〔B〕 最初の衝突をした時刻を0として、時刻に小球は斜面と点Pで2回目の衝突をした。 最初の衝突で水平に速さではねかえった小球が、時間を経過する間に進む水平方向の 距離 Zx,鉛直下向きに進む距離lyをg, 0, の中から必要なものを用いて表すと ケムコとなる。2=t =tan の関係が成りたっているので、(エ),(ケ), (コ)の結 lx 果を使ってをg, v0 を用いて表すとサとなる。 (2) 図のように, 点Pで衝突する直前の小球の速度の向きが水平となす角をとしたとき, tanaを0を用いて表せ。

1番と2番の仕事0になるのはどうしてですか

やってみ ④原点に点電荷+Qを固定しておく。 クーロンの法則の比例定数をkとする。 y B 2a +q +Q + →x a Ca A (i) A (2,0) から点B(0,2a)まで+αを運ぶ外力の仕事 WABはいくらか。 (ii) 点A→原点 点B と + αを運んだ場合の外力の仕事 WA 「AOB はいくらか。 (Ⅲ) 点Aから点C (α, 0) まで運ぶ外力の仕事 WACはいくらか。 また電気力のした仕 事W'Ac はいくらか。 (iv) (ii)で手を放すと +g (質量m) は点Aを速さで通過した。 ” を求めよ。 W = 95T

最後の問題でどうして張力が最もおおきくなるのがＢってわかるんですか？

2 cos 8-1 これよりcos-1212 すなわち、0- 62 5 (1)/2gR[m/s] (2) 3mg [N] (3) mo(1+2R) (N) (4) r R (5) 6mg [N] (2)と(3)は、おもりの速さは等しく,円運動の半径が異なる。 (4)は最高で、おもりの速さが0より大きく、かつ糸の張力が0以 上であればよい。 (5)はA~B~C間の運動で最も張力が大きい瞬間を考 える。 解説 (1) 求める速さを [m/s] とする。 AB間で力学的エネルギー 保存の法則より。 糸 62 (1) 最下点Bを薫 による位置エネルギーの 準面と考える。 (5) mgR==mv2 これより、B=√2gR [m/s] (vg<0 は不適) F=m =2mg (2) 点Bを通過する直前のおもりにはたらく遠心力 F[N] は, DB2 (2)3) センサー12 センサー 14 R- R 遠心力を考えて,鉛直方向の力のつり合いより求める張力 の大きさを T[N] とすると, TB T-mg-F=0 Fを代入して, T= mg +2mg=3mg[N] (3) 点B を通過した直後のおもりにはたらく遠心力F' 〔N〕は, UB F'=m- -= 2mg r R r 求める張力の大きさを T' [N] とすると, (2) と同様に考えて T' -mg-F' =0 F' を代入して, T=mg+2mg/L=mg (1+2R) [N] mg/(1+ VB mg (4)点Cでのおもりの速さをvc[m/s] とする。 AC間で力学的 (4) Bを重力による位置エ エネルギー保存の法則より、 ネルギーの基準面と考える。 mgR=m mvc+mgx2r これより, vc = √2g (R-2r) (vc<0 は不適) vc>0より,2g(R-2r)>0 これより< ...... ① 2 点Cでおもりにはたらく遠心力 F”〔N〕は, F = m² = 2mg (-2) R r 遠心力を考えて,鉛直方向の力のつり合いより、点Cでの 糸の張力の大きさを T” 〔N〕 とすると, T" + mg-F" = 0 第Ⅰ部 様々な運動 F" T mg P D

カのところで、1つ上の方程式からどうしてTが出てくるのか教えて欲しいです。

novac US$ DEATH A0 (m) x 16 SAJ (4) 単振り子 軽い糸に小球をつるし、鉛直面内で振動間の30 させたもの。 振れ角0 [rad]が小さいとき、小球は 10 *[単振動]をするとみなせる。そ①001.0m 最com\n 復元力は { mF = _mgsin0 = _ mg, #UTCÈT£EÑ©‚* x 1 より, 運動方程式は mg 1 ゆえに周期T [s] は ma= x T="[ ₂+²√3 2匹 自然 .1** (m) 。* UOHOO (B) S 多 x FA mg 10 (2) Tot 6 .16** [2\m) s

解き方を教えてください🙇🏻‍♀️ 問題数多くて申し訳ないです💦

図のように抵抗を接続した。 (1) BC間の合成抵抗 RBC [Q] を求めよ。 (2) AC間の合成抵抗 RAC [Q] を求めよ。 (3) AからCの向きに電流を流したところ, AB間 の電圧が24Vになった。 AC間の電圧 VAC [V] を 求めよ。 また, 15Ωの抵抗を流れる電流 Ⅰ [A] を求めよ。 A 8.0 Q B 10 Q 15 Q C

この４番の問題がよく分かりません❗誰か解説してくださると嬉しいです！よろしくお願い致します🙇

プロセス 次の各問に答えよ。 ■ 塩化ビニル管と毛皮をこすりあわせると, 塩化ビニル管は負に, 毛皮は正に このとき,電子は何から何へ移動したか。 A -2 ある抵抗に電池をつないだところ, 0.10Aの電流が流れた。 図中の点Aと点Bには, それぞれ何Aの電流が流れるか。 十③ 1.5Aの電流が 10s 間流れたとき,導線のある断面を通過した電気量は何Cか。 1.6Aの電流が1.0s 間に運ぶ自由電子の数は何個か。電気素量を1.6×10 ⑤ 10Ωの抵抗に 5.0Vの電圧を加えると, 何Aの電流が流れるか。 - 10Ωの抵抗に 0.50Aの電流が流れているとき, 抵抗による電圧降下は何Vか。 7 5.0Vの電圧で, 0.25Aの電流が流れるニクロム線の抵抗は何か。 また、この二 ム線に 0.50Aの電流を流すには、 何Vの電圧を加えればよいか。 8 図のような円柱形をした導体がある。 この導体の長さを半分 にすると、抵抗は何倍になるか。 0.10A 以下の (2) (3) ac bc ■ 指 金 成抵 たR (2) F 圧力 (3) ac 解 成 2 (2)