(3)ですがどうしてq/mについて解くんですか？

に放射線源Sがおさめてある。穴から距離Lのところに,穴の延長線 放射線を吸収する鉛のブロックに細長い水平な穴があけてあり,奥 162 電磁気 52 電磁場中の粒子·原子 に垂直に写真乾板がおいてある。鈴プロックと乾板の間の空間は み さEの電場や磁東密度Bの磁場をかけることができる。電場と磁遇は 一様で, 鉛直上向きであり, 装置は真空中にある。乾板上で,穴の杯 長線上の点を原点とし, 鉛直方向にy軸を, 水平方向にx軸をとる。 (1) 電場のみをかける場合, Sから放出された, 質量m, 電荷q, 速 さひの粒子は,乾板上のどの点に衝突するか。 x, y 座標を答えよ。 (2) 磁場のみをかける場合, (1)の粒子は, 乾板上のどの点に衝突する か。x, y 座標を答えよ。磁場は弱いので磁場による変位はLに比 べて十分小さいとして近似せよ(以下の問ではこの答を用いよ)。 (3) Sからはいろいろな種類の粒子がいろいろな速さで出ているとし て, 一定の電場と磁場を共にかける場合, 乾板上で原点を通りy軸 を軸とする一つの放物線上に並ぶ粒子に共通な物理量は何か。 m. 9, v, またはその組み合わせで答えよ。 (4) Sからは, エネルギー Kのα線, エネルギーがK/4からKまで 連続的に分布しているβ線,エネルギー Kのy線が出ているもの とする。次の2つの場合について, 乾板上に現れる黒点の概略を, 例にならって適当なスケールの目盛とともに図示せよ。陽子, 中性 子の質量は電子の質量の 1800倍とする。 (ア) 電場のみをかける場合 (イ) 磁場のみをかける場合 鉛のプロック E, B (例) 4 / 5F 3 2 Y 放射線源S 0|12 4 L (名古屋市大)

相対速度 1枚目でベルト上での加速度と床から見たときの加速度が変わるのかな、変わらないかな、ってすごい迷ってしまいました、、、 3枚目(14、大変見づらい写真ですみません。。右下に問題、右上と左が解説です。) この問題と1枚目の写真での考え方の違いがふわふわしています、... Read More

物 理 解答番号 1 22 第1問 次の問い(問1~5)に答えよ。 (配点 25) 問1 図1のように, 水平にベルトが運動するように十分に長いベルトコンベアを 床に固定し,ベルト上に小物体を置く。ベルトが右向きに一定の速さVで動 oいている状態で, 小物体をはじいてベルトに対して右向きに大きさぃの相対速 籍に考しすぎない。 つ度を瞬間的に与えたところ, 小物体はやがてベルトに対して静止した。 小物体 をはじいてから小物体がベルトに対して静止するまでの, 床から見た小物体の 移動距離として正しいものを, 下の①~③のうちから一つ選べ。 ただし, 小 物体とベルトとの間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをgとし, 小物体 の運動にかかわらずベルトは一定の速さVで運動し続けるものとする。 1 -V:n 0--ト V. 0-9-2階7 0.12 510.% 図 1 2 v? 0 24g UV 24g 24g ひ(ひ+2V) (ひ+V)? の 24g 0(20+V) 6 24g 24g V(v+2V) V(2v+V) 0 24g 24g X- 2nv 2。 42)

(2)で、向心力の大きさは、何で 重力の水平成分でも、弾性力の水平成分でもいいのですか？ 同じ値になるというのは分かるんですか？

りを 203. 円錐振り子自然の長さ1,ばね定数kの軽いばね の一端を天井に固定し,他端に質量mのおもりをとりつけ る。図のように,天井からの距離が1の水平面内で,おも りを等速円運動させた。重力加速度の大きさをgとして, 方に に 1 (1 次の各間に答えよ。 (1) ばねの長さ!を,k, 1, m, gを用いて表せ。 (2) 等速円運動の角速度と周期を,1, gを用いてそれぞ 例題28 m (3 れ表せ。 ヒニ ヒント(1)ばねの弾性力の大きさはん(/-)であり,この力の鉛直成分と重力がつりあっている。 2 00000000000000000000

良問の風61（4）です。3枚目のピンクのマーカーを引いた部分についてなのですが、（2）の時とは内部の圧力が違うのに、等圧変化と考えて良いのですか？

61* なめらかに動く質量M[kg]のピストン を備えた断面積Sim°]の容器がある。こ れらは断熱材で作られていて, ヒーターに 電流を流すことにより,,容器内の気体を加 熱することができる。/ヒーターの体積, 熱 容量は小さく,無視できる。容器は鉛直に 保たれていて,内部には単原子分子の理想 気体がん[mol)入っている。気体定数をR [J/mol·K), 大気圧を(P.(N/m'], 重力加 速度をgm/s°]とする。 (1) 最初,ヒーターに電流を流さない状態では, 図1のように,ピスト ンの下面は容器の底から距離1[m]の位置にあった。このときの気体 の温度はどれだけか。 HP ピストン ヒーター 図1 図2 次に,ヒーターで加熱したら, ピストンは最初の位置より 上昇 した。気体の温度は(1)の何倍になっているか。また, ヒーターで発生 したジュール熱はどれだけか。 (3)(1)の状態で, 容器の上下を反対にして鈴直にし,気体の温度を(1)の 温度と同じに保ったら, 図2のように,ビストンの上面は容器の底か ら1の位置で静止した。ビストンの質量M を他の量で表せ。 ※ この状態で, ヒーターにより, (2)におけるジュール熱のだけの 執を加えたら、ピストンの上面は容益の底からどれだけの距離のとこ ろで静止するか。 (名城大)

この問題のように自由落下と鉛直投げ上げが両方あるときって座標軸はどのようにとったらよいでしょうか(上と下のどちらを正にした方がよいでしょうか)？

げたところ,空中でAとBが衝突した。重力加速度の大きさを 自由落下と鉛直投げ上げ 発展例題3 さんのビルの屋上から,小球Aを自由落下させると同時に, その真下の地面から,小球Bを速さ vで鈴直上向きに投げ上 発展問題 43, 44 小球 A gとして,次の各間に答えよ。 時間t経過後の,Aの屋上からの落下距離 YAを求めよ。 0) 時間t経過後の,Bの地面からの高さ ye を求めよ。 (2) 衝突した地点の地面からの高さを求めよ。 Vo 小球B h球Aの落下聞離+ 自由落下のの公 (3) 衝空1.た地点では、Vat ye=hの関係が成

この答えがma=mgという答えになったのですが、なぜこの式になるのでしょうか また、なぜ上向きの力がないのでしょうか

(1) 落下する物体 鈴直

全く分からないので解説ありでできればお願いします。Ｉだけでも大丈夫です。

360 第4章 電磁気 3 電流と磁界電磁誘導 359 正方形導線 60一様でない磁界中を落下する導線 (2001年度 第2周) 図2-1のように、一辺の長さがLの正方形導線が、磁場中を, 鈴直上向きにと った。軸に沿って原点に向かって落下している。この磁場(磁東密度)Bのx成分と よ成分は、それぞれ、B,= -Qr, B,= Cz (C1は正の定数)で与えられる。y成分は0 である。正方形の面は、 平面に平行で、 各辺はx軸またはy軸に平行であり. 正 方形の中心はz軸上にある。導線は変形しない。導線の質量を m, 電気抵抗をRと し、導線の太さは無視できるものとする。また、 この実験は、真空中で行うものとす る。このとき、以下の設問に答えよ。 落下する導線中には、ファラデーの電磁誘導の法則に従って、誘導起電力が発生 し,誘導電流が流れる。 (1) 導線がこの位置にあるとき, 導線を貫く磁来束のが、の=L'B, = L'Cz で与えら れることに注意し、 誘導電流の向きとして正しいものを,次の(a), (b)のうちから 選び、かつ、その理由を述べよ。 (a) 正方形を上から見て時計まわり (b) 正方形を上から見て反時計まわり (2) 導線がェの位置にあるときの落下速度の大きさをpとするとき,導線中に生じ る誘導起電力の大きさ/と誘導電流の大きさ」を求めよ。 図2-1 B。 I 電流が磁場Bから受ける力は, 磁場のx成分とz成分(図2-2参照)のそれ ぞれから受けるカの和として表すことができる。以下の設問では, 誘導電流のつく る磁場は無視してよい。 (1) 誘導電流と B,--Crによって, 導線全体が受ける力下の大きさを求めよ。 (2) 誘導電流と B,= Czによって, 導線全体が受ける力での大きさを求めよ。 B、 正方形導線 図2-2 I 十分に大きなzの位置から落下させた導線の落下速度の大きさは,やがて, ある 値で一定となる。 (1) を求めよ。ただし、 重力加速度の大きさをgとする。 (2) 導線の落下速度が に達した状態において、 導線の失う位置エネルギーは何 に変わるか、簡に述べよ。

なぜFが最大摩擦力以下になると棒が滑らなくなるんですか？

F=kxから, ばね 基本問題 131, 134, 135 No 基本例題16 剛体のつりあい 129 図のよに、なめらかな壁と摩擦のある床に, 一様な太さの棒を 立さがける。棒と床がなす角を0とするとき, 棒が倒れないための 0の条件を, tan@ を用いた式で表せ。ただし, 棒にはたらく重力の 大きさをW, 棒の長さを1とする。また,棒と床との間の静止摩擦 係数をμとする。 E タレw 250 1 棒が受ける力を図示し, 水平方向, 鉛直方向のそれぞれで力のつりあいの式を立てる。 また,複数の力を受ける棒の下端のまわりで, カ のモーメントのつりあいの式を立てる。 また,点Aのまわりの力のモーメントの和が0と なればよい。点AからN., Wまでのうでの長さ は,それぞれ Isin0, Icos0/2 なので, 指針 N,×Isin0-W× 2 lcos0 =0…③ 解説 棒は,重 N カ以外に,接触する他 の物体から力を受け, 図のように示される。 地球から…重力W 壁から…垂直抗力 N. 床から…垂直抗力 N。 床から…静止摩擦力 F また,点Aで棒がすべらなければよい。Fが最大 摩擦力 N2 以下となり, 式3から, これを式2に代入して整理すると、 0 Na=2N,tan0 式のから,F=N,となる。これと式⑤をのへ代 入して整理すると, Isin0 FSLN。…の N W=2N,tan0 W A F 1 CosO 水平方向の力のつりあいから, F-N、=0 ① 鈴直方向の力のつりあいから, Na-W=0 NSu×2N,tan0 tan02 1 2u 40. の

垂直抗力がどうしてaやbで発生するのか教えてください。

131.棒の重心の決定 水平面上に重さ50N, 長さ1.0mの太 さが一様でない棒が置かれている。一方の端Aを少しもち上げ るには,鈴直上向きに 20N の力が必要であった。 (1) 棒の重心は端Aから何mのところにあるか。 (2) もう一方の端Bを少しもち上げるには, 鉛直上向きに何Nの力が必要か。 20N4 -1.0m. A。 B 例題16

(2)が分かりません。 どういう式の立て方をしたのか、よく分かりません。 教えて下さいm(_ _)m

(5) 力のつり合いの位置では, 速さは最大になってお 別解 力学的エネルギー保存の法則で求めることもできる リ= Aw で表される。したがって, ひ=0.050×14=10. おもりにはたらく力の合力F[N]はいくらか。ただし, 鈴直下向きを正と。 単振動 »137 例題 34 ばね振り子 軽いばねの一端を固定し, 他端に質量0.10kgのおも りをつるすと,自然の長さから0.050mだけ伸びてつ り合った。このばねを自然の長さにしておもりを支え, 静かに手をはなした。重力加速度の大きさを9.8m/s', πを 3.14とする。 (1) このばねのばね定数&{N/m]はいくらか。 (2) つり合いの位置からょ[mjだけばねが伸びたとき, 0,050m また,このような力がはたらくときの運動の名称を答えよ。 (3) おもりの振動の周期T[s) と振幅A [m]はいくらか。 (4)ばねが自然の長さから0.020mだけ伸びたとき, おもりの加速度の a[m/s]はいくらか。 (5) ばねが自然の長さから0.050mだけ伸びたとき,おもりの速さ [m/s]はい 解答 (1) おもりにはたらく重力 と弾性力のつり合いより, 0.10×9.8-k×0.050=0 したがって、 k=19.6= 20[N/m] (2) F=0.10×9.8-19.6× (0.050 +x) = -19.6.c[N] 変位の大きさに比例し,変位と 逆向きにはたらく力を復元力と いう。復元力がはたらくとき, 物体は単振動をする。 Oセンサー41 弾性力 kX0 つり合いの位置をェ=0 に とり,任意の変位rにお いて物体にはたらく合力が F=-Kr の形で表される 復元力なら,その物体は単 振動する。 0.050m つり合に 重動 01 弾性力 k(0.050-1 のセンサー 42 ばね振り子の周期 T=2¢\k 0.050m m (3) ア=D2xR 水平方向,鉛直方向, 斜面 方向のいずれの振動でも同 じ式で表すことができる。 つり合 0.10 _3.14 V 19.6 =2×3.14×, 7 重力 (UN =0.448… 0.45[s] センサー 43 振幅は単振動の中心と端の間の距離で表されるので 単振動の加速度aは, 中 心(つり合いの位置)でa=0 両端で大きさが最大となり, A= 0.050[m] (4) このとき,エ= -0.030[m]である。 4=土A また, ω=等=14(rad/s) したがって, a=|-e'alより, α=|-14x(-0.030)| =D5.88= 5.9[m/s) のセンサー 44 単振動の速度oは, 中心 (つり合いの位置)で大きさ が最大となり,u#土Aの 両端でp=0 eelllel O ellllele -