物理重要問題集より単振動です 写真の4).5)青線部分の2はどこからでてきたのですか？ 教えて欲しいです

A 必解 52. <2本のばねによる単振動〉 図のように,なめらかな水平面上に質量mの物体Pが同 じばね定数んをもった2つのばね A, B とばねが自然の長さ にある状態でつながっている。 水平面上右向きにx軸をとり, このときの物体Pの位置をx座標の原点とする。 物体PをばねAのほうへ原点Oよりaだ けずらしてからはなす。 このとき物体Pは単振動する。単振動は等速円運動のx軸上への正 射影の運動であるといえる。 時刻 t=0 において、物体Pはちょうど x座標の原点Oを正の 向きに向かって通過した。 ばねの質量はないものとして、次の問いに答えよ。 (1) 時刻t における物体Pの位置xおよび速度を等速円運動の角速度を用いて表せ。 (2) 時刻t において物体Pが位置xにあるときの加速度αを, ω と x を用いて表せ。また,2 つのばねAとBから受ける力Fを, kとxを用いて表せ。 B 1000 P P800000 120 (3) 物体Pが x = α に達してから, 初めて原点を通過するまでの時間 to と, 初めて x 12/24を通過するまでの時間を,kとmを用いて表せ。 (4) 物体Pの運動エネルギーKの最大値とそのときの位置, およびばねの弾性力による物体 FELS ULL Pの位置エネルギーUの最大値とそのときの位置を表せ。ただし,ωやTを用いないこと。 pl (5) 物体Pが単振動しているときの速度と位置xの関係を求め, vを縦軸に,xを横軸にと ってグラフに示せ。このとき座標軸との交点を,a,kおよびm を用いて表せ。 また,物 体Pが時間とともに図上をたどる向きを矢印で表せ。 [香川大 改〕

(4)で各電気量を求める時、C1C2の電気量が等しいのはこの2つのコンデンサーが直列接続してるからで、C1C2とC3の電気量を求める時にそれぞれ同じ20Vを掛けているのは、C1C2をひとまとめに考えたら回路は全体的には並列接続しており、並列接続では電圧はどこでも等しいから同... Read More

461. コンデンサーの接続 図において, C1, C2, C3 は 電気容量がそれぞれ 20μF 30μF, 40μF のコンデンサー, Eは20Vの電池, Sはスイッチである。 はじめ、 すべて のコンデンサーの電気量は0であり, スイッチSは開い てある。 次の各問に答えよ。 (1) C1, C2 の2つの合成容量はいくらか。 (2) C1, C2, C3 の合成容量はいくらか。 次に, スイッチSを閉じる。 (3) C1, およびC2 の両端に加わる電圧はそれぞれいくらか。 (4) C1 C2, C3 にたくわえられる電気量はそれぞれいくらか。 20MF C2 GEF E H₁ ②20V 40 MF 30 Juz C3 ES 例題61

なぜ(2)のV2の電圧を求める計算で、3/9を掛けるのですか？C'の箇所の電圧が知りたいのになぜ分子がC1の値が入るのか分かりません。

図のように, C1=3.0μF, C2= 2.0μF, C3=4.0μF の コンデンサーを接続し, V = 30Vの電源につなぐ。 各 コンデンサーは, はじめ電荷をもっていなかったとし て,次の各問に答えよ。 X₁ 指針 XZ間の合成容量 は, XY間と YZ 間の直列接続と考 えて求める。 また, YZ間の並列部分 の合成容量を C' V=30V として, 回路は図のように改めることができ,直 列接続では,各コンデンサーに加わる電圧の比は, 電気容量の逆数の比に等しい。電 解説 (1) YZ間の合成容量 C' は, BOC' Y C₁ (1) XZ間のコンデンサーの合成容量を求めよ。 (2) YZ間の電圧を求めよ。 (3) C. C の各コンデンサーにたくわえられる電気量をそれぞれ求めよ。 - V₁ V₂- ² T ・Z X 3.0MF Ch ⑩0% 1/=/1/1 Y = C+C' C2 =30x 2.0MF 400F C3 2.0+4.0=6.0μF で, XZ間の合成容量Cは, 1 1 ・+ + C=2.0μF C C1 C' 3.0 6.0 VV BB Z (2) (2) XY 間,YZ間の各電圧 V1, V2 は電気容量 C, C' の逆数の比に等しい。 VICCI V2=VX. (3) (2)の結果から, V1 = V-V2=30-10= 20V C1, C2 のコンデンサーの電気量を Q1, Q2 とし Q=CV1=(3.0×10-) ×20=6.0×10-C Q2=C2V2=(2.0×10-) ×10=2.0×10-C OON V 30V (S 3.0 3.0 +6.0 Z =10V

4番と6番の(3)を途中式も含めて教えてください💦 4番は求め方が分からなくて、6番の(3)は地上に落下する直前の小球の速さの意味が分からず躓いている状態です。 よろしくお願いします🙇

6 地上から小球を初速度 19.6m/sで真上に投げ上げた。 重力加速 度の大きさを9.8m/s 2 とする。 (1) 小球が最高点に達するのは何秒後か。 また, 最高点の高さは 何か。 A.2秒後 A.19.6m (2) 小球が14.7mの高さを通過するのは, 投げ上げてから何秒後 か。 A.1秒後 (3) 小球が地上に落下するのは、 投げ上げてから何秒後か。 また, g= Voc_741² 地上に落下する直前の小球の速さは何m/sか。 □V=Vo-ge y=lot-1/2gt² 0:19.6-9.8t y=19.6×2-1/2×98×4 y=39.2-19.6 y=19.6 -9.80=-19.6 t=2 (2)g=vot-2/ge 14.7=19.6t-1/2×9.8 14.7=19.6t-4.9t² 2-4t+3=0 (t-2)2=1 t=1+2 t:3,1 (3) 投げた地点はy=0 y:Vot-1/2gtz 0:19.6t-2/2×9.8で t²-4t=0 (t-22-22=0 鉛直投げ上げ A.4秒後 A. t-2= ± √ t=2+2 t=4,0 19.6m/s

（2）の問題でXを接地することで、金属板X、Yは平行板コンデンサーを構成する、という解釈であってますか?

A ◇96. 〈箔検電器〉 図1のように, 絶縁体の棒をつけた金属板Xと, 箔検電器がある。 箔検 電器の金属板をY, 箔をZとする。 次の文中の ( 内は正しいものを選 択し、内に入れるのに適当なものを、 解答群の中から1つ選べ。 また, (3) 答えよ｡ (1) 初め検電器は帯電しておらず, Zは閉じている。 (a)を正に帯電させてYに近づけると, Z は (ア.開いた・閉じたまま の状態になる。その理由はイである。 標準問題 Z (b)XをYに近づけたまま, Yを指で触れると,Zは (ウ. 開いた・閉じ た)状態になる。その理由は エ である。 (c) Yから指をはなした後に X をYから遠ざけると, Zは(オ.開いた・閉じた)状態にな 図 1 Y る。 X (2)次に検電器を正に帯電させて, Zを開かせておく。 (a) 帯電していないXを, Yの真上からXとYが平行になるようにして近づける。このと Zの開きは (カ.大きくなる・小さくなる)。 (b) その後,Xを指で触れて接地した。 このときの X,Y,Zの電位を, それぞれ Vx, Vy, Vz とすると, その大小関係はキ となる。 (c) Xから指をはなした後に, X を Y から遠ざけた。 このときXに蓄えられている電荷は (ｸ.0・正・負)である。 (3) 図2のように, 金属の板で囲んだ箔検電器に, 帯電した物体を近づける と, 箔の開きはどうなるか。 またその理由も書け。 解答群 ① XはYに接触していないので, XからYへの電荷の移動が起こら ず, 箔には変化が生じないから ② 静電誘導により電子が箔に移動し、 その結果, 負に帯電した箔どう しで斥力がはたらくから ③ 静電誘導により, 電子が金属板に移動し、 その結果, 正に帯電した 箔どうしで斥力がはたらくから 指は絶縁体なので, 指を通しての電荷の出入りはないから 図2 ⑤ 指を通して、箔検電器の外から電子が入ってきて、 箔の電荷が中和されるから ⑥ 指を通して, 箔から検電器の外へ電子が出ていき, 箔の電荷が中和されるから ⑦Vx<Vy<Vz ⑧ Vx=Vy<Vz 10 Vx> Vy> Vz ⑨Vx <Vy=Vz 13 Vx=Vy= Vz ①1Vx=Vy > Vz 12Vx > Vy=Vz [福岡大 改〕

(3)の問題 回答ではキルヒホッフから教科書のような図が書かれていますが ノートに書いたのが僕の間違えた考え方です。 どうして間違っているのでしょうか

(3) コイルの抵抗は無視できるので、閉回 路abcda における電圧降下は0である (図 2)。 キルヒホッフの第2法則から, Vo+ V1=0 これから, V₁= − Vo (4) (3) の結果を Vo について整理し,V, に 式 ① を代入すると. Vo a dd 図2 + I₁ ・b •C V₁

問題文に出てくる数値は全て2桁なのに、（4）の答えは3桁なのはなぜですか？

例題 7★ 高さ40mのビルの屋上から, 水平方向と30°の角をなすように 斜め上方に向かって速さ20m/sで小石を投げた。 ただし, 重力加 速度の大きさを10m/s2とする (1) 小石の最高点の地面からの高さはい くらか｡ (2) 小石が地面に達するまでに何秒かか るか｡ (3) 小石が地面に当たるときの速度の方 向が,地面となす角0はいくらか。 (4) 小石はビルから何m離れた点に落ちるか。 (1) 最高点での速度の鉛直成分は0なので 02−(20sin 30°)²=-2 ×10×h :. h = 5 地面からの高さは5+40=45〔m〕 (2) 地面のy座標はy=-40なので -40=20sin30°xt - xt-1/23 - × 10 × t² 屋上を原点 0, 右向きにx軸, 上向きにy軸をとる。 投げた瞬間を時刻 0, 地面に達する時刻を 〔秒〕 とする 水平方向は等速直線運動, 鉛直方向は鉛直投げ上げの公式を用いる。 t=-2,4 t=-2は不適当なので, t=4 [s] (3)vx=20cos 30°=10√3[m/s] tan 0 = vy=20sin30°10×4=-30[m/s] |v₂| 30 Vx 10 3 -10% (4) Z=20cos 30°x4≒69.3〔m〕 =√3 = 40m 40- y (m) - 大20m/s 0秒 -19- 30° 1 物体の運動 20m/s 300 Th 2.0= 0=60° 10 m/s² t秒 Vyt →x (m) Vx 0³

37についての質問です。外力が静電エネルギーの変化だということは理解できてますが、静電エネルギーの変化の前後で式が違うのが納得できません。C、V、Qのうち分かっているものを式に用いることは知ってます。 この問題で、前と後の基準はどこですか？私は電池を切ったあとのことを聞かれ... Read More

Ex 2 で、続いてスイッチを切り, 挿入した金属板をゆっくり引き抜くのに 要する仕事 W2 はいくらか。 Q&A [回路に抵抗を入れないときはどうなるんですか。 電池のした仕事が

下図のグラフは上図の回路のコンデンサーにおいて負の極板をx=0としたときの極板の変位？(横軸)と電位降下(縦軸)の関係を表しています。 x=0〜dのグラフの式は「V1=Ed」と表せますが、x=d〜2d,2d〜3dでのグラフはどのような式で表されますか？ 補足:x=0〜dで... Read More

U V Vo V₂ V De V 0 (-) 金属板 Is 0 d 2d 3d X VORATO D-t d 2d 3d x

この問題の解説をして欲しいです。途中式や計算方法を教えて欲しいです。お願いします。

2 一直線上において, 速さ [m/s]で進む質量 m[kg] の小球 A を,静止する質量 m2 [kg] の小球 B に衝突させた。 衝突前に小球Aが進む向きを正の向きとし, 衝突は弾性 衝突であるとする。 を (1) 衝突後の小球Aの速度v[m/s] を求めよ。 求めたの式についてのPさんと Q さんの会話文を読んで、 次の問いに答えよ。 Pさん: 「衝突後に小球Aが静止することはあるのかな。」 Qさん: 「v」の式を見ると,1 のときに小球が静止することがわかるね。｣ Pさん: ｢ 1 ではないとき,衝突後の小球Aが進む向きはどうなるかな。」 Qさん: 「v」の式に” が含まれているから, 衝突後の小球 A の進む向きは,衝突前 の小球 A が進む向きと同じなんじゃないかな。｣ (2) に当てはまる適切な式を答えよ。 (3) 下線部は間違っている。その理由と, 衝突の前後で小球 A が進む向きが変わるの はどのようなときか説明してみよう。 M.