(シ)で直列(問題の図4)と並列(問題の図5)の時のコンデンサーに蓄えるエネルギーを比較しているのですが(シ)の解説で0＜ω^2LC＜2の時とあるのですがどうしてこの範囲になるのか分かりません。 ω^2LCが2より大きい値を取った時は考えないのでしょうか？ 出典:難問題の... Read More

Chapter 1 電磁気 Section 4 交流と荷電粒子の運動 192 例題 35 交流回路② 以下の空欄(ア)~(シ)にあてはまる式または語句を解答用紙の該当す る欄に記入せよ。 また, 空欄(a), (b)にあてはまる答えを図3から選び、 その番号を解答用紙の該当する欄に記入せよ。 る。したがって、同じ電圧振幅 V を発生する交流電源に接続するとき, コンデンサーが蓄えるエネルギーの最大値は直列接続の場合( [J] であり, 並列接続の場合(ク) 〔J〕 である。 また, コイルが蓄え るエネルギーの最大値は、 直列接続の場合は) [J] であり,並列 接続の場合は) [J] である。 並列接続の場合, コンデンサーが蓄 えるエネルギーの最大値とコイルが蓄えるエネルギーの最大値が等 しくなるのはω=)〔rad/s〕のときである。 コンデンサーから放射される電磁波の強さは, コンデンサーが蓄積 するエネルギーに比例するとしよう。 交流電圧源の電圧振幅 Vo を一 として、交流電圧の角振動数を変えて電磁波の放射エネルギーを大 きくしようとするとき, コイルとコンデンサーの直列接続と並列接続 とを比較するとシン) 接続のほうがより強く電磁波を放射すると考 えられる。 図1に示すように, 電気容量がC〔F〕] のコンデンサーを角振動数ω [ rad/s ] の交流電圧を発生する電圧源に接続する。 回路には時間を [s] として,図2に示すようなIo cos wt 〔A〕 の交流電流が図1の矢印の 向きを正として流れる。 t=0s でコンデンサーの電圧は0Vで,コンテ ンサーの蓄える電荷はOCであった。 交流電流が流れることによって 時刻に図1のコンデンサー上側の極板が蓄える電荷は) [C]で あり、コンデンサー両端の電圧は() [V] である。この交流電圧 はコンデンサーの極板間に,時間的に変動する電界を作る。 変動する電界付近には, 変動する磁界が発生する。 図2の0<t< / 200の間では,コンデンサーの極板間の電界の向きは図3の(a) の向きである。この向きの電界の時間変化率は0<t < π/20 の間で正 であり、この間に変動する電界は、コンデンサーの上側極板に流れ込 む電流が,そのままコンデンサーの極板間を流れるものと考えた場合 に発生する磁界と,同じ向きに磁界を発生する。 したがって,0<t <π/20の間にコンデンサー周囲に発生する磁界は図3(b)の向 きである。 この磁界の周りには、変動する電界がさらに発生する。 こ うして、コンデンサーの周りには、次々と変動する磁界と電界が発生 し、周りの空間に伝えられる。 これが電磁波である。 光の速さをc[m/ s] とすると,このコンデンサーから放射された電磁波の波長は(ウ) [m〕 と計算される。 コンデンサーから電磁波を発生させるとき, コンデンサーとコイル を接続した回路がよく用いられる。 電気容量C [F] のコンデンサーと 自己インダクタンスL [H] のコイルを,図4のように直列接続する場 合と,図5のように並列接続する場合を比較しよう。図4の直列回路 I cos at 〔A〕 の交流電流が流れるとき, 電圧源が発生する電圧の振 幅は国〔V〕である。 一方, 図5の並列回路のコイルとコンデンサー Vosin at 〔V〕 の電圧を加える場合には, コンデンサーに流れる電流 の振幅は(オ) [A], コイルに流れる電流の振幅はカ) [A] であ 図 1 考え方の キホン 電流 415 図4 電流 [A] Io 0 -10 2ω ② 3 w2w 図2 図5 2x 時間 t(s) コンデンサー -0 電流 図3 (同志社大) 交流で電圧や電流を求める場合、 普通は,振幅(最大値) と位相を 別々に処理すればよい。 振幅はオームの法則から求め、位相はπ/2 だけ進むとか遅れるとかを判断し, cot+π/2とかwt-π/2とかとすればよい。ただ この問題では、設問の順序からみて、 微分や積分を用いて解答するのが、出題者 の意図であろう。 1-4 交流と荷電粒子の運動 電磁気 193

なぜ（２）は等加速度運動になるんですか？ 加速しませんか？

チェック問題 3 見かけの重力 (Bp129) 加速度αで上昇しているエレベー ター内に, 長さlの糸の先に質量m の小さなおもりをつけた振り子がある。 (1) 振り子を傾角30° から静かに手放 すとき,最下点での速さ (エレベー ターに対する) ひはいくらか。 (2) 振り子を止め, 糸を切ると床まで の距離んを落下するのにかかる時 間たはいくらか。 図aで,〈力学的エネルギー保存則》 mal より,重力加速度 g→g+αとして, mg g+a 1 2 解説 (1) エレベーター内での見かけの重力はいくらかな? 重力 mg と下向きの慣性力 ma を合わせて mg+ma=m(g+α) です。 2 -mv₁² m(g+a)l(1-cos30°) よって,v=√(2-√3)(g+α)l (2) 加速度は g ではなくて,g+αで 自由落下しているとして, 図bで. 等加速度運動の〔公式〕 (p.20) より, (g+a)t,²=h :: t₁ = h V₁ 標準 6分 2h 答 √g+a フリーフォール もしエレベーター自体を自由落下 させると,a=-g となるので見 かけの重力は,g+(-g) = 0, つまり無重力状態。 om a _30° 高さ0 高さ (1-cos 30°) V=0 図a t=0 0=0 ↓g+a t=t₁₂ 図b ca 183

(2)について 解答にあるx軸はどこで取っているんですか？

(ALB) 重要問題 13 分裂 TITOAROL ( 質量 M 〔kg〕の球Aが,図1のように力F 〔N〕 を T 〔s〕 間受けて, 質量m[kg] の半球Bと質量M-m [kg] の半球Cに分裂する場合について考える。重力は無視でB きるとして次のに適当な式を入れよ。 初めAが静止している場合,分裂後のB [ の速さは(1) [m/s] である。次に図2 A 高 のように, Aが運動量 〔kg・m/s]で等速 小 直線運動してきて点Dで分裂を起こした後, B,Cが, 点DからL 〔m〕 だけ離れてAの 進行方向と垂直に置かれた板に衝突する場 合,分裂の方向はさまざまであることを考 えると, Bの運動量の最大値は2人 [kg・m/s]である。 また分裂がAの進行方向と垂直な方向に起こった場合,Bの 運動量の大きさは (3) 〔kg・m/s] である。 この場合、Bは板上, 点Eから (4) 〔m〕 離れた所へ衝突する。 2O AO S (331 〈三重大〉 内 D B H 差が つく! -D ORCH ÞOR L F ELD 小塚 量す達擦12 ( 解

！！！至急お願いします！！！ 赤い印のところで、解説を読んでも2mvになる理由がわからなかったので、教えて欲しいです🙇

気体の分子運動と圧力 基本例題39 次の文の( に入る適切な語句, 式を答えよ。 質量mの気体分子が速さ”で右向きに運動しており, 分子は, 一辺の長さがしの正方形の壁に垂直に衝突(弾性衝突) をしては ねかえる。 1個の分子から壁が受ける力積は,ア)向きに 大きさ(イ)である。 単位時間あたり, N 個の気体分子が壁 に衝突しているとする。 壁が時間tの間に受ける力積の大きさ はウ)なので, 壁が受ける圧力は (エ)となる。 (-mv)-mv=-2mv 壁が分子から受けた力 積は、 作用・反作用の -V |衝突後 1 ☆法則から、2mv となる。 したがって, 壁が受け た力積は,右向きに大き2mvとなる。 指針 (ア) (イ) 分子の運動量の変化は, 分子が壁から受けた力積に等しい。その力積の 反作用として, 壁が受けた力積を求められる。 (ウ) (エ) 時間tの間に壁に衝突する分子の総数 は,Nt 個である。また, 壁が受ける圧力は,単 (ウ) 時間tの間に壁に衝突する分子の数は Nt 個であり, 求める力積の大きさは, (イ) の結果 を用いて 2mvxNt=2Ntmvto 位面積あたりに受ける力の大きさである。 (エ) 壁がN個の分子から受ける力の大きさを 解説 (ア)(イ) 分子と壁は弾性衝突をす Fとすると,壁が受ける力積Ft は, (ウ) の るので,右向きを正とすると, 衝突後の分子の 速度は-vとなる (図)。 分子の運動量の変化と 力積の関係から、 2107 衝突前 m 23 2Ntmv に等しいので, 上昇 Ft=2Ntmv ACT ひ 基本問題 296 y ad F=2Nmv 圧力は,単位面積あたりの力の大きさなので Al >_F 2Nmv 0120.2 p= 12 1² 円の 10 JA ZUPARS 2

(2)の解答の図2ってC1とC2を繋いで時間が経ったあとの図ですよね？ なぜこうなるのでしょうか？ 分からないところを自分なりにまとめた写真もつけておきます。

463. 電気量の保存 電気容量が2.0μF, 3.0μFのコンデンサー C,C2, それぞれ 2.0×102V, 1.0×102Vで充電したのち,電池を切りはなす。 次の (1), (2) の場合におい て、各コンデンサーにたくわえられる電気量と極板間の電位差を求めよ。 (1) 同符号の電気量をもつ極板どうしを結んだ場合。 (2) 異符号の電気量をもつ極板どうしを結んだ場合。 ヒント 接続の前後において、導線で結ばれた極板どうしの電気量の和は保存される。 各例題6162 章 電気

物理に出てきた問題です。 どうやって計算するのですか？

y(x, t) = y₁(x, t) + y₂(x, t) = 0.2 sin 0.5m (t-0.5x) - 0.2 sin 0.5m (t+0.5x) = 0.4 cos 0.5πt sin(-0.25mx) = -0.4 cos 0.5mt sin 0.25 より.tの値によらず変位が . .

画像の問題の(1)の振動数fについてです。 他が有効数字一桁なので0.3になると 思ったのですが、なぜ0.25なのですか？

【1】 X 軸の正の向きに進行する正弦波が,座標 [m]=8mにある固定端 P で反射している.入 射波の座標 æ [m], 時刻 t [s] における変位をy1 (x,t) [m] と表すものとする.図には,入射波の Indr 時刻 t[s] = 0s における座標 æ [m], 変位g/1 (x, 0) [m] の関係が示してある. ただし,入射波の 速さを 2m/s とし, 円周率は としてよい. 11 (x, 0) 0.2 -0.2 10 8 P x (1) この入射波の波長入 [m] と振動数f [Hz] を求めよ. (2) 座標x [m]=0m での時刻t [s] における変位 g1 (0, t) [m] を求めよ.0① (3) 座標 [m] 時刻 t [s] における変位 11 (x,t) [m] を求めよ. X (4) 時刻 t [s] における点P での変位g/1 (8, t) [m] を求めよ. (5) 反射波の時刻t [s] における点P での変位 12 (8,t) [m] を求めよ. (6) 反射波の座標 æ [m], 時刻 t [s] における変位y2 (x, t) [m] を求めよ. (7) 座標 æ [m], 時刻 t [s] における合成波の変位y(x,t) [m] を求めよ. (8) 合成波の変位が常に0になる点は OP 間に何個あるか. ただし点 OP も含むものと する。 (近畿改)

問8です。 解答4行目の式にVがないのになぜpーvグラフで表せれますか？

くらか。 po, pock faal R9200 4 2 8 図2のよ トッパー の気体の Ta 7/8 (9 さらにX内の気体を加熱し続けたのちに加熱を止めた。ここで,同じ大気中で図4の ように,上部が開放された断面積 S の円筒容器 Yを鉛直に立て,底面の細管でXとYを1 連結し,X内の液面と同じ高さまで液体を入れた。 この状態から細管の栓をゆっくりと開 いていくと,図5のように,Xの液面のふたが 13 んだけ下がり,X内の気体の圧力は かになった。この状態を状態4とし,このときのYの液面の位置をPとする。また, このとき細管の栓は開いており, 液体はXとYの間を自由に移動できるものとする。 ― 容器 X po ふた 液体 ピストン| 栓閉 図4 容器 Y po 液体 e 容器 X ふた 液体 状態 4 ピストン| -3' h h → 13 h 開( 図 5 ン 容器 Y po 24 液体 2 TO D P 問6 液体の密度を ρ とする。pはいくらか。po,h, g を用いて表せ。ただし,解答欄に は結論だけでなく、考え方や途中の式も記せ。 psh g

問8です。 解答4行目の式にVがないのになぜpーvグラフで表せれますか？

くらか。 po, pock faal R9200 4 2 8 図2のよ トッパー の気体の Ta 7/8 (9 さらにX内の気体を加熱し続けたのちに加熱を止めた。ここで,同じ大気中で図4の ように,上部が開放された断面積 S の円筒容器 Yを鉛直に立て,底面の細管でXとYを1 連結し,X内の液面と同じ高さまで液体を入れた。 この状態から細管の栓をゆっくりと開 いていくと,図5のように,Xの液面のふたが 13 んだけ下がり,X内の気体の圧力は かになった。この状態を状態4とし,このときのYの液面の位置をPとする。また, このとき細管の栓は開いており, 液体はXとYの間を自由に移動できるものとする。 ― 容器 X po ふた 液体 ピストン| 栓閉 図4 容器 Y po 液体 e 容器 X ふた 液体 状態 4 ピストン| -3' h h → 13 h 開( 図 5 ン 容器 Y po 24 液体 2 TO D P 問6 液体の密度を ρ とする。pはいくらか。po,h, g を用いて表せ。ただし,解答欄に は結論だけでなく、考え方や途中の式も記せ。 psh g

赤文字の力T2と青文字の力T3はなぜ等しくないのですか？同じ糸の端では同じ力が働くと考えたのですが、。問では、Aを手で持って静止しています。

Bl Cについて fuc 2mg = T₁. 21:18 (2mg) & T romud to saree 12 reses. Comud to serve on over comes al viqoob [>] 12 C > Fe F9829tymisqoob J S-ilobiurgas nodave ed il 118 to sense ados H" avse narodatland as 31 oqui teom ebi8g91 7di teds orand to serige doinw olqisariq gabing justeranos e oals at 31-10 muilvo bas ogerguel rellend off to inomqolaveh ada dev obor GP