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Physics Senior High

この写真の下線部の意味がわかりません。 図で表すとどうなりますか?

68 電磁気 1つはA+Qから押される力,もう1つはBのQから引かれる力だね。 でもAにとってはBから引かれる力しか受けていない。だから極板が受け る力はQEの半分というわけだ。 あら Q なーるほど。 でも少し粗っぽくないですか。 ト A では本格的にいこうか。 簡単のために A の + Qから4本の電気力線が出てい るとしよう(図a)。 A 上の + Qだけに注目すれば (B が存 在しなければ), 電気力線を上下に2本 ずつ出すはずだ。 同じくB上のQに は上下から2本ずつが入ってくる (図b)。 実現される電場はこれらを重ね合わせた ものだ。 A の上やBの下では打ち消し 合って 0 となり, 図 a に戻れる。お願者 さて, A B から受ける力はBがつ くる電場によるものだ。 自分がつくった 電場は関係ないからね。つまり, 図bでAを貫く下向きの2本の電気力線か ら力を受ける。もともと4本でEだから2本では。 Aが受ける力はF=Q1=1212QE これなら文句ないね。 極板間引力はF A+ + + ME /1/2QE B 図 a B 1 I A+ + CAJASU + + Q 4本 -Q FERRET + + 実線は+Qが 出した4本 + Q> Aが感じる - Q による電場 2本だから Q 図b ③ この見方も大切 Q一定なら, E 一定だからFも一定 つまり F は極板間隔によら ず一定。

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Physics Senior High

おもりが棒と円盤から受ける力の大きさが垂直抗力なのはなぜですか?

40章 力学 発展例題 9 円盤上の円錐振り子 高さHの支柱に, 長さがL, 質量が無視できる細い棒の上 端を固定し、 他端に質量mのおもりをとりつける。 水平でな めらかな円盤上で 支柱を中心として, おもりを角速度ので 回転させる。 棒と支柱の間の角は, 自由に変えられるとする。 重力加速度の大きさをgとして,次の各問に答えよ。 (1) おもりが,棒と円盤から受ける力の大きさを求めよ。 (2) 指針 (1) 地上で静止した観測者には, おもりは,重力, 棒からの力, 円盤からの垂直 抗力を受け,これら3力の合力を向心力として, 水平面内で等速円運動をするように見える。 向 心力 (合力) は円の中心向きとなるので, 棒から は引かれる向きに力を受ける。 この場合の向心 力は,棒から受ける力の水平成分である。 (2) 円盤からはなれる 直前で, おもりが受け る垂直抗力が0となる。 (1) の結果を用いる。 解説 (1) 棒が おもりを引く力を S, 円盤からの垂直抗力を Scose, N. mg S Ssin はなれる直前のを求めよ。 を大きくすると,おもりは円盤からはなれる。 Y H L m METS 発展問題 H 発展例題10 円錐容器内の運動 z軸を中心軸とする頂角20の円錐状の容器がある。 容器の内 細に具の小球があ 容器の底に小さな N, 棒と支柱とのなす角を0とする。円運重力加速 半径をrとすると,r=Lsin0 なので,半 (1) 質点 (2) 質点 向の運動方程式は, mrw²=Ssine (3) この 用いて したがって, S=mLw² また、鉛直方向の力のつりあいから, Scos0+ N-mg=0 (4) 質点 COSO=H/LとSを代入して N を求めると このと N=mg-Scos0=mg-mLw²・HIL 発展 63. 物体の 端に,質量 する。 図の 内で質点王 と糸のなす とし、 管 m (Lsind) w²=Ssinf = m(g-w²H) (2) (1)のNが0となるωを求めればよい。 4. 円筒 0= m (g—w²H) これから, w= なめ た,質量 置かれ 物体を担 さだけ ばねから 2 H 発展問題 63,

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