物理基礎です。 青マーカーの所なんですけど このとき運動エネルギーは何故0になるのですか？ vが不明な場合は0にするということでしょうか？

EXERCISE 例題 17力学的エネルギーの保存 ばね定数98N/mのばねに質量 2.0×10-2kgの物体を押しつけ, ばねを0.10m縮めた点Aから静かに手をはなすと, 物体はばね からはなれ,曲面を点Cまで上がった。 水平面AB, および曲 面BCD はなめらかで摩擦はないものとして,次の問いに答え よ。 ただし, 重力加速度の大きさは9.8m/s2 とする。 (1)点Bでの物体の速さ V[m/s] を求めよ。 (2) 水平面 ABからの点Cの高さH[m] を求めよ。 |ばね定数 |98N/m [000000 +10 ▶54, 57 D 10m (3) ばねを x〔m〕 縮めた点A'から静かに手をはなしたとき,物体の最高到達点は,水平面ABからの高 さが10mの点Dであった。 x を求めよ。 ここが ポイント ◆解法 ◆ (1)点Aと点Bで力学的エネルギーは保存する。 (2) 点A (あるいは点B)と点Cで 力学的エネルギーは保存する。(3) 点Aと点Dで力学的エネルギーは保存する。 (1) 水平面 ABを重力による位置エネルギーの基準面 とすると,点Aでの力学的エネルギー EA 〔J〕 は Ex=0+0+1×98×(0.10)2 = 0.49 [J] 点Bでの力学的エネルギーEB 〔J] は Ec=EA(=EB) であるから (2.0×10-2) x 9.8 × H = 0.49 H 0.49 (2.0×10-2) x 9.8 = 2.5〔m〕 (3) 点 A'での力学的エネルギーE^' 〔J〕] は 0+1/x 答 2.5m Ex' = 0 +0+ -x98xx2 EB =1/2x - × (2.0×10-2) x V2 + 0 + 0 = = 1.0 × 10-2 × V2 [J] である。 ( EA ) = イ(EB )より 点Dでの力学的エネルギー En 〔J] は En = 0 + (2.0×10 -2) x 9.8 × 10 + 0 である。ウ( 0.49 V= 0.49 = 1.0 × 10-2 × V2 1.0×10-2 7.0 [m/s] (2)点Cでの力学的エネルギー Ec 〔J] は Ec = 0 + (2.0×10-2) x 9.8×H [J] +0 答 7.0m/s ) -x98xx = (2.0×10 -2) x 9.8 × 10 x 2 = 4.0×10-2 x=0.20〔m〕 )より 答 0.20m

物理のエッセンスの力学の問題について質問です。 (2)の運動量保存の式ではmv+MV=mv0とされていますが、衝突後のMの速度は最終的に0になると言う認識でいいのでしょうか？？ また、もしそうならば滑らかな床であるのにも関わらず速度を持った物体が静止する理由を教えて頂きたい... Read More

①+M×② (m+M)v'= (m-M) ひ1+2Mv2 V₁ = (m-M)v₁+2Mv2 m+M ①mx② 11/12M2=1/2x2 力学 17 M . x=V √ k 3mvo M 2(m+M)V k ちなみに v= 2m-M 2(m+M) v < 0 となる (M+m)v2′'=2mv+(M-m)vz V₂ = 2mv,+(M-m)v₂ m+M 問題の図では, はじめのP,Qの速度 が右向きに描かれているが, どんなケー スであれ,この結果は通用する。 M=mのときは,U1'02,02′'=v とな って、速度の入れ替わりが起こる。 ただ, 「等質量」で「弾性衝突」 という二重の条 件が必要であることを忘れないように。 78 (1)e=0 は完全非弾性衝突ともよ ばれ, 衝突後の速度差が0, つまり一体 化する(ひっつく) ケースである。 衝突直 後の両者の速度をとすると mv=m+M)より v= m m+M -Vo このときの運動エネルギーがばねの弾性 エネルギーに変わっていくから (m+M) v² = 1½ ½ kx² m+M mvo .. x=0 からは左へはね返っている。 79 M v m V +0000000 れきぜん 速さをv, Vとする。 (速度にしない のは向きが歴然としているため) 運動量保存則は mv=MV ... ① 力学的エネルギー保存則は ......② 11/21k=1/2m+1/2 MV22 ①のVを②へ代入し m2v2 |\ {kl²=\/\mv²+ 2M =1/2m0(1+77) M kM v=l m(m+M) k √k(m+M) 衝突の直前・直後を力学的エネルギー 保存で結ぶことはできないが, 衝突後は みきわ 成り立つという見極めが大切。 (2) 衝突後のm, Mの速度を v, Vとす る。 mv+MV=mvo v-V=-(0-0) ①mx② より 3m この場合,「物体系はどれとどれ?」 と尋ねると,「P と Q」 という答えが圧倒 的だ。 それでは, ばねの力が外力として 働いてしまう。 それでも, ばねの力はP Q に対して, 逆向きで同じ大きさな ので,外力の和が0ということでセーフ なのだが, 「P と Q とばね」 を物体系と とらえるとよい。 ばねの力は内力 (グル ープを構成するメンバー間の力)となっ て気にならないし, ばねには質量がない ので,運動量は常に0 で, 保存則の式に 顔を出してこない。 80 V=- 2(m+M) -Vo 今度は板だけがばねを縮めていくので 最も高い位置にきたかどうかは,台 上の人に判断させればよい。 その人が見 てPの速度が0になったときにあたる。

この問題の（4）のことで緑線で囲った部分の言っていることがよく分からないので教えてほしいです。

70. <ピストンで封じられた気体〉思考 図1のように,摩擦なしに動くピストンを備 えた容器が鉛直に立っており,その中に単原子 分子の理想気体が閉じこめられている。容器は 断面積Sの部分と断面積 2S の部分からなって いる。ピストンの質量は無視できるが,その上 に一様な密度の液体がたまっており,つりあい が保たれている。 気体はヒーターを用いて加熱 することができ,気体と容器壁およびピストン との間の熱の移動は無視できる。 真空 真空 真空 2S S 2 12 液体 液体 h 2 液体 ピストン 気体 h+x 気体 h 気体 2 ヒーター 図 1 図2 図3 また,気体の重さ, ヒーターの体積, 液体と容器壁との摩擦や液体の蒸発は無視でき,液体 より上の部分は圧力0の真空とする。 重力加速度の大きさをgとする。 次の問いに答えよ。 〔A〕 まず,気体、液体ともに断面積Sの部分にあるときを考える。 このときの液体部分の 高さは今である。 2 h (1)初め,気体部分の高さは12,圧力はP。であった。液体の密度を求めよ。 (2) 気体を加熱して,気体部分の高さを1からんまでゆっくりと増加させた(図2)。この 間に気体がした仕事を求めよ。 (3)この間に気体が吸収した熱量を求めよ。 〔B〕 気体部分の高さがんのとき, 液体の表面は断面積 2Sの部分との境界にあった(図2)。 このときの気体の温度は T であった。 さらに, ゆっくりと気体を加熱して, 気体部分の 高さがん+x となった場合について考える (図3)。 1 x>0では,液体部分の高さが小さくなることにより, 気体の圧力が減少した。 気体の 圧力Pを, xを含んだ式で表せ。 (2)x>0では,加熱しているにもかかわらず,気体の温度はTより下がった。 気体の温 度Tを x を含んだ式で表せ。 気体部分の高さがんからん+xに変化する間に, 気体がした仕事 W を求めよ。 ④ 気体部分の高さがある高さん+X に達すると, ピストンをさらに上昇させるために必 V要な熱量が0になり, xがXをこえるとピストンは一気に浮上してしまった。Xを求 めよ。 [11 東京大〕

【コンデンサーを含む回路】 一枚目の写真の（1）についてなんですが、スイッチを切り替えた後のキルヒホッフの式がうまく立てれません。自分で電流の流れる向きを仮定して解いたら答えと違い電流がマイナスにならなくて困っています！💦誰か正しい立式の仕方を教えてくれたら嬉しいです！

基礎問 93 の コンデンサー コイルを含む直流回路 物理 抵抗, コンデンサー, コイルの直流に対する振るまいを 調べるため、図のような回路をつくった。 コンデンサーC の電気容量を C, コイルLのインダクタンスをL, 抵抗は S 9 a L r すべて同じで抵抗値を 電池の起電力をVとする。 た S2 だし,コイル, 電池および導線の抵抗は無視できるものと する。 次の(1)または(2)の操作における電流icまたはえの時間変化のグラフ を、横軸を時刻tとして図示せよ。 ただし, 図の矢印の向きを電流の正の向 きとする。なお,各操作のはじめでは,スイッチ S1, S2 は端子 a, b のいず れにもつながれておらず, S1 または S2 をはじめて端子につないだ時刻を0. 十分に時間が経過した後, 別の端子に切り替えた時刻をとする。 (1) スイッチ S2 を開いたまま, スイッチ S1 を端子 a につなぎ, 次に,すば やく端子 bにつないだ。ただし, はじめコンデンサーは電荷を蓄えていな いものとする。 身の に (2) スイッチ S1 を開いたまま, スイッチS2を端子 a につなぎ、 次に, すば やく端子 bにつないだ。 (北海道大) ルを含む直流回路

高校物理　電気分野　コンデンサーです 分母の2がどこで出てくるのかわかりません。 どなたか教えていただけますと幸いです😭

この2つのコンデンサーを直列接続したときの合成容量 C[F]は 11=116+108=201 C Co Co Co よって E180 20 Co C = C₁ = 1×60 = ES (F) 2 2 S d 2d 極板の面積 S〔m²], 極板の間隔d [m], 極板間が真 空の平行板コンデンサーの,極板間の半分を比誘電 率 er の誘電体で満たした。 このコンデンサーの電 気容量 C[F] を求めよ。 真空の誘電率を so [F/m] と する。 誘電体 ヒント 誘電体の挿入された部分と誘電体のない部分の、 2つのコンデンサーの並列接 続とみなすことができる。 149

ローレンツ力についてです。 正電荷のときは速度と電流の向きが一致していますが、負電荷の時は電流の向きが正反対なのは何故でしょうか。同じ向きではないことは何となく分かるのですが、何故逆の向きになるのか教えて頂きたいです。

F B q V B I I ①図 89 ローレンツ力の向き F B JINK 映像 q B 617 [U 5

物理基礎無し 物体の運動 解答しか載っていないので、解説して欲しいです。

相対速度・・・・・・・・・・・ p.17 例題 1 ある速度で池を進むボートがある。池に沿って東西方向の道路を東向きに12.0m/s で進む自動車Aから見ると,ポートは北向きに進むように見えた。 また,池に沿って 南北方向の道路を南向きに 3.0m/sで進む自転車Bから見ると, ボートは北東の方 向に進むように見えた。 次の問いに答えよ。 (1) Aから見た結果より, ボートの速度の東西方向の成分の大きさを求めよ。 (2)(1)の結果とBから見た結果より, ボートの速度の南北方向の成分の大きさを求め よ。 (3)このボートの速さを求めよ。 また, 速度の向きが東西方向となす角を0とし tan の値を求めよ。 ただし, 0≦0 <90°とする。 10 → p.21 A B Vo ② 水平投射と自由落下 水平面からの高さがHの点から小球A 速さで水平に投げ出した。 それと同 時に, Aから水平に距離Lだけ離れた高さ Hの点から小球Bを自由落下させたところ,H AとBは点Pで衝突した。 重力加速度の大 きさをgとして,次の問いに答えよ。 (1) Pの水平面からの高さんを求めよ。 (2)衝突する直前, Bから見たAの相対速度の大きさと向きを答えよ。 (3)AとBとが空中で衝突するためのひの条件を求めよ。 由 ③ 斜方投射 右の図のように小球を放物運動させて, ちょうど最高点に達したときに,発射点か ら水平方向に距離Lだけ前方にある高さが Hの台の上にのせたい。 小球を打ち出す仰 角0と初速度の大きさをいくらにすれ ばよいか,(1)~(5)にしたがって求めよ。 た だし, 重力加速度の大きさをg とする。 Vo -L- h p.24 例題 2 H (1) 小球が運動し始めてから最高点に達するまでの時間を vo, 0, gで表せ。 (2) 最高点の高さが台の高さHに等しいとすることにより,Hをvo, 0, gで表せ。 (3)(1) で求めた時間で水平方向に距離Lだけ進むことから,Lを vo, 0, gで表せ。 (4)(2)(3)より, tan をH, Lで表せ。 (5) このような条件を満たす初速度の大きさv を H, L, g で表せ。 15 20

この(2)が理解できません。

12:22 8月28日 (水) お気に入り登録 思考 2023 セミナー p.17 14 07:39 38.6% 結果の入力 基本問題340 初挑戦 18.6% 月一日 340. yーxグラフとy-tグラフ y[m]↑ 図1y[m] 図2 0.20 0.20 x軸の正の向きに伝わる正弦波がある。 2.0 0.10 図1は時刻 t = 0 の波形, 図2はある 1.00 x[m] 0.05 t(s) 位置における媒質の時間変化を表して 0.20 -0.20 いる。 (1) 波が伝わる速さは何m/s か。 92% (2) 図2で表される振動をしている位置は,図1のどこか。 0≦x≦2.0mの範囲で答えよ。 解説を見る (2) 図2から, 時刻0 で媒質の変位が0, 時刻 0から 微小時間が経過すると,媒質の変位yの向きは正の 向きとなっている。 図1において, 微小時間が経過 したときの波形を描くと, 図のようになる。 変位y が0で、y軸の正の向きに速度をもっているのは, x=1.0mの位置であることがわかる。 y〔m〕↑ 0.20 2.0 1.0 x[m] -0.20

Ｘ成分とY成分の意味がよくわかりません、 なぜマイナスがつくのか教えて下さい💦

14 図に示した力のx 成分 成分を求めよ。 x=2 20:2 y= (0 # 20: 2 536 y √ 30° 13=1.73 √ 17.3.-17 H 重力 20 N

16番 右向きの運動なのに静止摩擦力が右向きに働くのはどうしてですか？Ｂを中心に考えたらBは左向きの運動をしてるから摩擦は右向きに働くってことですか？

軽いばねとは、ばね自身 SA できるばねのこ とである。 5. _とBの接 接の場合 ... るので ① もりの あいの式 00000000000000000~ かけ できる。 傾きの 度 一般に、 直列接続の場合 +++ を考える。 (2) (3) 重力を斜面方向の成 は常に力がつりあう。 NV-mgcos 6=0 ②より =-g (sin6+pcos 0)[m/s] 2 N 方向下向きを正 F = N 向きとすると, mg in 方程式は mg cose 15.. (1) (s) Bの質量をm[kg], A. Bの加速度の大 きさをα [m/s] とする。 N Bの加速度は重力 mg と張力 Tの合力に よって生じているので、運動方程式は may=mg-Ti よって Ti=m(gla) =2x(10-5)=10(N) WA T Mo A No.L <模擬試験、本試験でよくありがちな設定です> 16. 床の上に物体 A, B が乗っている。 AとBの質量をそれぞれ M, m [kg], 重力加速度の大きさを g 〔m/s2] とす <前問 m 17. 右の B M A 小物体 上に乗 の間の (b) Aの加速度は張力 T によって生じているので Ma、T、よりM-12 (kg) (2) (3) (1) と同様に、Bの運動方程式は (1)の場合、 A を水平方向左向 Na 引いて静止させたときに、 引く力の大きさを T, A. B 間の糸の張力の大きさを To る。 Aと床との間の摩擦は無視できる。 AとBとの間の静止摩擦係数をμ, 動摩擦係数をμ' とする。 AをカF [N] で水平に引く。 の間の mas-mg-T 25t Ti=m\g-as) -2x(10-4)-12(N) とすると, A, Bそれぞれの 力のつりあいより A: T-To=0 T B: T-mg-0 (b) Aの加速度は、張力T と動摩擦力F の 合力によって生じているので (1) F が小さいときは、静止摩擦のため AとBは一体になって運動する。 このときのAの加速度 α, B にはたらく摩擦力を求めよ。 与える。 (1) 小 Mg よって T=mg -2x10=20(N) Max-Tr-F よって FT-Ma=12-2×4=4(N) tmg つまり、引く力の大きさで" はBの重さに等しい。 (c) 水平面がAに及ぼしている垂直抗力の大きさをN [N] とする。 鉛直 方向の力のつりあいより N-Mg = 0 N=Mg=2×10=20 (N) F=Nの式より メード 0.2 (2)Fがある大きさ Fo を越えると, BはAの上ですべるようになるFを求 めよ。 (2) 板 - (3) 小 N (3)引FFより大きいとき, BはAの上ですべりだす。 このときの AおよびBの加速度 αA, B を求めよ。 てす 最 F=ma キニナ すべり出す直前のみ つかこるのが at= F m =Mag Fo=UN 床からの垂直抗力 ∫の 反作用 F-f A. B にはたらく力は図のようになる。 このときBがAの上ですべって いても一体となって運動していても、基本的に力は同じようにはたらい ている(ただしの大きさや静止摩擦力、動摩擦力のちがいはある)。 (1) A. Bは一体として運動 しているので, AとBの加 速度は等しく, ブは止 摩擦力である。 図よ り, A. B それぞれの運動 方程式は A 最大摩擦力ではない NO 反作用 Mg ので、f=μNとしてはいけ ない。 A: Ma=F-fa... ① B:ma=f&B4 ①+②より手を消去すると (M+m)a=F amm (m/s²) この結果を②式に代入すると M+m mF [N] f=mx+m+m (2)F=Fのとき、BはAに対してすべるかどうかの境い目にあるので、 JN (Nは物体Bにはたらく垂直抗力)の関係が成り立つ。 (1)の答え にこのことを代入すると ノmFe=uN=μmg M+m Fo-pl (M+m)g[N] (3)FF のとき, BはAの上をすべる。このときAB間にはたらく摩擦 カノは動摩擦力で B 物体AとBにはたら 力は互いに作用と反作 用の関係なので、 お互いが じ大きさである。このことは BがAの上で一体となってい でもすべっていても成り立つ 関係である。 C 物体Bの鉛直方向の つりあいより N-m=0 よって N=mg juN=pmg とBは別々の加速度 Ch, 4sで運動するので①と② を用いた。 # M =F.μlog Mg M