物理です。答えはあるのですが解説がなく困っています。よろしくお願いします。

63/76 次に,図2に示す上端が固定されたばね (ば ね定数k) につながれた回転しないおもり台と おもりの鉛直方向の直線運動を考える。 質量 のおもりは複数あり,重力加速度はg とす る。 摩擦や空気抵抗の影響はなく, おもりと おもり台以外の質量は無視できるものとして 以下の問いに答えよ。 ただし, 鉛直方向の座 標は下向きを正とし, ばねに質量mのおも り台を取り付けたときのつり合いの位置を 軸の原点とする。 問3 平衡点の位置z = 0 に静止している質量 のおもり台に,質量mの1つめのお もりを静かにのせると, おもり台は滑ら かに降下し, おもり台の速さは時刻 t1 で極大値 5 をとり,その後,単 調に減少して時刻 t2 でv=0になった。 t-1は6 である。 5 の解答群 11 g 772 2k 12k 09√/ ² / 029√ 1/12 m m 6 の解答群 m m OT√7 √ ITA 2 T 2k k k TV 2m (6) TT A ⒸTT1 k E k k 12m k m 691 09√7 09√/2HT 020 √ 7 √2/12 ©√ 1 09√/th 2m m m ③ T1 12m k 8 π 1 TV 12k m 21 ⑨21 O -2- 2 [m k kc m おもり台 (質量 m) √√2m ばね ばね定数k 5 21 12m k おもり (質量 m) 図2

（３）の問題、公式に代入したところーをつけ忘れていました なぜ公式に代入するだけだと行けないのですか？

波が生 =2.0mである。 波の速さ 発展例題30 正弦波の式 物理 図のような正弦波が, x=0を波源として, x 軸の正の向きに進行している。 実線の波形から 最初に破線の波形になるまでの時間は, 0.10s であった。 実線の状態を時刻t=0s とする｡ (1) 波の伝わる速さ、周期, 振動数を求めよ。 (2) t=0sにおける波形を式で示せ。 (3) x=0mの媒質の変位y [m] を,時刻[s] を用いて表せ。 正弦波の波形や、 単振動をする媒質 ti st の変位は,いずれも sinを用いた式で表される。 それぞれの式は、波の波長や周期, 振動のようす をもとにして考えることができる。 解説 (1) 波は 0.10s間に2.0m進んで おり, 速さでは, =20m/s 図から, 波長=16m なので, 周期Tは, 4_16 20 I="0" v= = -=0.80 s 2.0 0.10 振動数fは, f= T 0.80 (2) 図の波形において, 1波長分 (入=16m) はな れた位置どうしでは位相が2ヶ異なり, t=0の とき, x=0の媒質の変位は y=0 なので, 位置 =1.25 1.3Hz 2 1 Ly〔m〕 -2 進む向き I I F V 10 20 x〔m〕 TX 16 8 TCX y=2.0sin 8 x での位相 (sin の角度部分)は、2012/15=1 と表される。また, x=0からx>0 に向かって まず波の山ができており, 波の振幅が2.0m な ので 求める波形の式は, (3) 媒質の振動では1周期 (T= 0.80s) 経過する と位相が2進み, x=0の媒質の変位は,図か ら, t=0のときにy = 0 なので, 時刻 t におけ t る位相(sin の角度部分) は, 2π =2.5t と 0.80 表される。また, x=0の媒質は, t = 0 から微 小時間後に負の向きに動くので、求める変位y の式は, y=-2.0sin2.5t

⑶の問題についての質問です。 解答には、導体中の電位は等しいのでbcともにcをつかって表しているんですが、この場合bを使って表しても良いのでしょうか？ 理由とともに教えていただきたいです。

実戦 基礎問 68 RU7 $3-710A 380 電気力線と電場 図のように, 半径aの導体球を導体球と同心の電荷を もたない内半径で外半径c の中空導体球で囲み, 半径 a の導体球だけに正の電荷Qを与えた。 導体の球面か ら出る(または入る)電気力線の本数はその面積によら ず一定で,その分布は一様である。また,電気力線の本 1本(so : 真空の誘電率)で与え 数は単位電荷あたり, E0 られるものとする。 中心からの距離が (0<r<a) の位置での電場の強さを求めよ。 中心からの距離がr (a <r< b) の位置での電場の強さを求めよ。 (3) 中心からの距離が6, c の位置における電位をそれぞれ求めよ。ただ 無限遠方の電位を0とする。 (防衛 O 精講 ●ガウスの法則 電気量 Q の電荷から出る (Q>0 の場合) たは電荷に入る (Q<0 の場合) 電気力線の本数 N は, クー の法則の比例定数をk, 真空の誘電率をco とすると, N=4zk|Q|=|Q| 本 (ここでである) E0 発展 閉曲面を出 LI

交流の発生についてです。キの誘導電流の向きがわからないです。教えて頂けると有難いです。

(3) I はAか 297. 交流の発生 次の文中の を正しく埋めよ。 図のように, 磁束密度B[T〕 の一様な磁場の中で1回巻 きの長方形のコイル ABCD (AB=α〔m〕, BC=6〔m]) を, 磁場の方向に垂直でADとBCの中点を通る中心軸 00′ の まわりに、一定の角速度 [rad/s] でO側から見て時計回り に回転させる。コイルの抵抗はR[Ω] であり、その自己インダクタンスは無視する。 ADが図のように磁場の方向と角度wt [rad] (0<wt<号) をなす位置にきたとき、コ イルを貫く磁束はア〔Wb] である。このとき ABとCDは速さイ 〔m/s] で 等速円運動をしており,磁場に垂直な方向にはウ 〔m/s] の速さで動いているので, 磁場の方向から見たコイルの面積が増加する。 それにつれて, コイルを貫く磁束が増加 ] し,その変化率はエ [Wb/s] である。したがって、コイルには大きさオ [V] の誘導起電力が生じ,カ [A]の誘導電流 の向きに流れる。 2 A a 例題 62 B wt D C B る) J² πf

vを求めるとき、なぜmg/kになるんですか？ 2mg/kにしてしまったのですが、どこがだめなのか指摘して欲しいです🙇‍♂️

95 EXでPを自然長位置で放したとすると, ばねの最大の長さはいくらになる か。 それまでにかかる時間はどれだけか。 また, Pの最大の速さはいくらか。 lo, k, m,g で答えよ。 5

1枚目の答えを変形したら2枚目の最後の答えのようになりますか？どなたか教えてください🙇‍♀️

(4) (2) で表した波形をx軸の正の向きに30t〔m〕 だけ平行移 動させればよいので, #05 Lati TC 1601 y=-2.0sin (x-30t) =2.0 sin (30t-x) [m] S Snia A = y Joy 兀 3.0 3.0

この問題がわかりません！ 解き方を教えてほしいです。 2枚目が答えです！

30 3 ホール効果 図のように、直方体の試料を水平に置き,鉛直下向き に磁束密度B[T]の一様な磁場を加え,I[A] の電流を 図の向きに流したところ, XY 間に V[V]の電圧が生 じた。電気素量をe [C] とする。 (1) XがY よりも高電位であった。 この試料内を流 れる電流の担い手は正か負のどちらか。 (2) 試料内を進むキャリア (電流の担い手) は, 磁場と XY間に生じた電場の両方から力を受ける。この X. とき,試料内を直進するキャリアの速さv[m/s] を求めよ。 (3) 単位体積当たりのキャリアの数 n [1/m²] を求めよ。 B

この問題がわかりません 解き方を教えてほしいです！ この答えは2枚目の写真です。

2 電流が磁場から受ける力 図のように,真空中にある直交座標軸のz軸上に無限 に長い導線があり,軸の正の向きに電流 I [A]が流 れている。 また, y 座標面に1辺の長さ 1 [m]の正方 形のコイル ABCD があり, 図の向きに電流 I [A]が流 れている。ABCD の辺CDはy軸上にあり,辺 AD と 軸との距離は [m] である。 I がコイル ABCD の全 体に及ぼす力の大きさ F[N]と向きを求めよ。 ただし, 真空の透磁率 μo [N/A2], 円周率をπとする。 20 Z A. D I2 C y

(5)の単振動、最大の速さについての質問です！解説は理解出来てますが、2枚目にあるように単振動の位置エネルギーで表せないのはなぜですか？

114 力学 38 単振動 水平面内において一定の角速度ので 回転している円板がある。 円板上には, 半径方向にみぞが掘られており、その中 にばね定数k,自然長のばねが置かれ ている。 ばねの一端は中心0に固定され, 他端には質量Mの小球Pがつけられてい る。 Pはみぞの中を滑らかに動け, 0 か つ らPまでの距離rを用いておもりの位置を表す。 いま、円板上で静止 している観測者Aには, Por=ro の点に静止して見えた。 真上から見た図 Level (1), (2)★ (3)~(5)★ Point & Hint W (1) ro をlk, M, ω を用いて表せ。 (2) こうなるために必要な角速度に対する条件を表せ。 次に,Pをみぞに沿って外側に動かし, 点0 からの距離 n の点で静 かにPを放したところ, P はみぞの中で運動を始めた。 (3) Pが位置にあるときAが見る加速度をaとすると, A が書くべ き運動方程式はどのようになるか。 みぞ方向外向きを正とする。 (4) Pの位置を,rの代わりに ro から測ってx=r-ro を用いて表 すと, 運動方程式の右辺の力はLx の形になる。 Lをk, M, ω を 用いて表せ。 (5) Pを放してからばねの長さが最小となるまでの時間, ばねの長さ の最小値,およびAが見るPの最大の速さをk, M, w, ro, n, のう ち必要なものを用いて表せ。 (北海道大) Aにとっては遠心力が現れている。 (2) (1) の答えの形から自然に条件が決まってくる。 (5) (4) の結果からPの運動が確定する。 P the p LECTURE (1) 遠心力と弾性力のつり合いより Mrow²=k(ro-l ... (2)>0より kl Yo= k-Mw² k-Mw² > 0 k w√ M 回転が速過ぎると(ωが大き過ぎると),弾 性力より遠心力がまさり つり合う位置がな くなってしまう。 (3) ばねの伸びは -l と表せるから Ma=Mrw²-k(r-1) (4) 上式に r = ro+x を代入すると ( 38 単振動 •mmmm 自然長 遠心力がかかるから, | ばねは伸びているはず。 ①を用いた 115 遠心力 Mをmと書いてい ないだろうか? 物体上から見たとき 向心 外から見たとき ▷じゃ Ma = M(ro+x)w² − k(ro+x-1) ) =Mxw²2-kx =-(k-Mω²)x ......2 ∴. L=k-Mo² (2)で求めた条件よりLは正の定数であり,②はPがx=0(力のつり合 い位置)を中心として単振動をすることを示している。 (5) ②から単振動の周期Tは M 最大の速さは、 公式 Vmax = Aw より [ro を代入する) より速い Queeeeeeeeeeee- 0 Yo T=2nvk-M²2 2π√ とする誤りが多い。ばね振り子の周期 k が不変となるのは、ばねの力のほかに一定の力 がかかる場合のことである。 遠心力は半径と ともに変わる力である。 ばねの長さが最小となるのは, 内側の端の位置にくるときだから、端か ら端までの時間は半周期。よって, M T= √k-M₁² 振幅Aは上図より, A = n-ro よって, ばねの長さの最小値は ro-A=2ro-n # A 中心 k-Mos² A² = (n-1)√² M

万有引力の問題です。地球の中心から距離nRの円軌道上の重力がなぜ万有引力の公式で求められるのですか？ 重力=万有引力になるのは対象の物体が地球表面または表面付近の時だけではないのですか？

2 と 238. 人工衛星人工衛星が,地球の中心を中心として, 地球の半径のn倍を軌道半径とする円軌道を一定の速さで まわっている。 地球の半径をR,地表での重力加速度の大 きさをgとして,次の各問に答えよ。 (1) この円軌道上では,重力は地表の何分の1になるか。 (2) 人工衛星の周期を求めよ。 例題33] 地球 02020V 1 R nR | 人工衛星 2