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Physics Senior High

一様な電場の問題(4)(5)について質問です。 (4)Ecos60°と(5)-Ecos60°はそれぞれ図示するとどの部分なのでしょうか? また、A→C成分の時だけマイナスがつくのはどうしてですか? 解説お願いします🙇‍♀️

出題パターン 60 一様な電界 図のように、大きさE(N/C)の一様な電界中に 3点A. B,Cを考える。電界の向きはAからB A に向かう向きで, AB=BC=CA=1{m)である。 このとき次のものを求めよ。 (1) B点に電気量q(C)の正の電荷を置いたとき に受ける電気力の大きさ(N)。 (2) 電気量q(C)の電荷をゆっくりとB点から A点に運ぶのに必要な外力のする仕事()。 (3) B点に対するA点の電位 VaB (V)。 (4) B点に対するC点の電位 Ves (V)。 (5) A点に対するC点の電位 Va(V)。 E a-8「図 ャニ の金 5 0解答のポン (1)では電界の定義(2)~(5)では電位の定義: No.2を用いる。 解法 同している (1) 電界の定義より,電界E中に+1Cを置くと電気力E (N) を受ける。 よっ て,+q[C] を置くとそのq倍の qE [N] 舎を電界と同じ向きに受ける。 (2) ゆっくり運ぶには,(1)の電気力カと同じ大 きさで逆向きの外力 qE (N] を加える必要 がある(図 18-8)。この外力を加えつつI(m] 動かすのに要する仕事は qEl (J] 舎 (3) 電位の定義: No.2より, B点からA点 まで+1Cをゆっくり運ぶのに要する仕事 が VaB なので,(2)より q=1とおいて、 (2)の移動 A 万向 +q[C) =→電界E 外力qE B 60)。+1C 外力E Vae= El (V) +1C (4) 同様にB点からC点まで+1Cをゆっく 万向 り運ぶのに要する仕事が求める電位で, A-BがE (5)の移動、 外力E 60%/ (4)の移動 方向 Va=Ecos60°-/ =-EI (V] C 口 外力のB→C成分 距離 図18-8 (5) A点からC点まで+1Cをゆっくり運ぶのに要する仕事が求める電位で。 Va= -Ecos60°-1= -- EI (V) コロ 外力のA→C成分 距離

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Physics Senior High

力のつり合いの問題について質問です。 力の図示までは分かるのですが、赤枠で囲んだ部分がよく分かりません。 なぜCにm1g、Mg、m2gの3つの力がかかっているといえるのでしょうか。 考え方・過程を教えて頂きたいです。 よろしくお願いします🙇‍♀️

第1編 カ学 力のつり合い 36 2つの滑車A, Bがある。図のように糸をかけ て,質量がそれぞれ m,, ma, Mである3つの分 銅をつるしたら, 糸 AC, BCが水平とそれぞれ 0., 6,の角度をなしてつり合った。 次の問いに答 えよ。ただし,糸の質量は無視し, かつ滑車に摩 擦はないものとする。 (1) m,, ma, M, 0, および@.の間に, どんな関 係があるか。2つの式で表せ。 例題1-6 B Ap 6 A。 M2 m」 M (2) m」= m, のときは (i) 6,= 6.であることを示せ。 (i) m,=m,=2[kg], 6,= 0:=30° ならば, Mの値はいくらか。 (熊本大) 解答 (1) 図のように糸を3つの部分α, B, yに分けてみ る。摩擦のない滑車にかけても一本の糸の張力は変 わらないのでこのように3つの部分に分けて考える のである。糸αは質量 m, の分銅をつるしているの でその張力は m.g (gは重力加速度の大きさ)に等 しい。同様に,糸 B, Yの張力はそれぞれ Mg, mgである。これら3つの張力が結び目の点Cに はたらき,つり合っていることになる。点Cは質 A B \Q Y 張 C B! 4mg キmg キMg 量のない質点とみればよい。 水平方向のつり合いより mig cos 0, = m:g cos b2 mg sin 0, Mg Mg m」COs O, = m2 COs b2 mg sin 0。 6.A。 鉛直方向のつり合いより mg sin0, + mgsin@z=Mg m,sin0, + m.sin 0z=D M…@ (2)(i) 式ので m,=m,とすれば cosθ,=cos b。 C mig cos 6,| mg cos b2 LMg Mg . 0,= 02 (i) 与えられた値を式2に代入すれば 2sin 30°+2sin 30°= M : M=2 [kg) さ 重力

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Physics Senior High

(8)教えてください。-1/2mgがどこから出てきたのかわかりません。あとBだけで、Aについての仕事を考えてないのは何故ですか?

必第31.(あらい板上の物体の運動〉 図のように,水平な机の上に直方体の物体Aを置 物体B(3m) 物体A(2m) き,その上に直方体の物体Bをのせる。Bには物体 Cが, Aには物体Dが, それぞれ糸でつながれてお り,CとDは,机の両側にある定滑車を通して鉛直 につり下げられている。 A, B, C, Dの質量は,そ れぞれ, 2m[kg], 3m[kg], m[kg], 2m[kg] であ る。机とAの間の摩擦はないが, AとBとの間には摩擦力がはたらく。初めにAとBを手で 固定してすべてを静止させておき, 静かに手をはなして運動のようすを観測する。運動は紙 面内に限られるものとし, また観測中にBがAから落ちることや, Aが机から落ちることは ないものとする。滑車はなめらかで軽く,糸は軽くて伸び縮みせず,たるむことはないもの とする。空気抵抗は無視し, 重力加速度の大きさをg [m/s°] として次の問いに答えよ。 BはA上をすべらずに, Aといっしょになって机の上を左へ運動する場合について考える。 (1) このときのAの加速度の大きさを求めよ。 (2) このときのAとBの間にはたらく摩擦力の大きさを求めよ。 (3) Dがh[m]だけ落下したときの, A, B, C, Dの運動エネルギーの総和を求めよ。 次に,Bは机の上の同じ場所に静止したままで, Aが左に運動する場合を考える。 (4) この場合の,AとBの間の動摩擦係数を求めよ。 (5) Dがhだけ落下したときの, A, B, C, D の運動エネルギーの総和を求めよ。 最後に,Aは左へ運動しBが右へ運動する場合を考える。ただし, このときのAとBの間 机 物体 D (2m)。 h 物体C の動摩擦係数を一として, 次の問いに答えよ。 6

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