キの問題なんですが、電位は無限遠基準で金属球内部では電位が等しいからbじゃなくてc点での電位を考えるべきだと思ったんですが答えはbでした。教えて欲しいです

W 86 13 静電気力と電場 105.〈帯電した導体がつくる電場〉 次の文中の に適切な数式または数値を入れよ。 ただし, 数式は, ko, a, bxQq のうち必要なものを用いて答えよ。 ガウスの法則によると, 任意の閉曲 面を貫く電気力線の密度は電場の強さ に等しい。 例えば, 真空中で点電荷を 中心とする半径rの球面を仮定して考 えれば,点電荷から出る電気力線の本 数を球の表面積でわった値が球面にお ける電場の強さとなる。 そのため,電 金属球 M Q -a- 図1 なぜここ電場ない 金属球殻 N Q 図2 0,0 N M 図3 気量g (g>0) の点電荷から出る電気力線の本数nは,真空中でのクーロンの法則の比例定数 ko を用いて, n=アと書ける。 図1のように,真空中に半径αの金属球Mがあり, Q(Q>0) の電気量をもつように帯電さ せた。金属球Mの中心Oから距離xだけ離れた点における電場の強さE,電位Vについて考 える。 ただし, 電位Vは無限遠方を基準とする。 xa のときは,金属球Mから出る電気力線は金属球Mの中心から放射状に広がると考 えられるため、電場の強さEは,E=イとわかる。 また、 その点の電位Vは, V=ウである。 また, x<a のときは,導体内部の電位は導体表面の電位と等しく, 導体内部に電気力線 が生じないことから,E= エ,V=オとなる。 図2のように,内半径 6, 外半径cの金属球殻Nがあり, -Qの電気量をもつように帯電 させた。このとき, 金属球殻Nが球殻内部の真空の空間につくる電場は,内部に発生する電 気力線のようすを考えると0である。 次に,図3のように, 真空中で, 金属球殻Nで金属球Mを囲い, 金属球殻Nの中心 O' が金 属球Mの中心Oに一致するように配置した。 ただし, a<b<c であり,金属球Mの電気量は Q,金属球殻Nの電気量はQのままであるとする。 このとき, 中心Oから距離 x(a<x<b) だけ離れた点における電場の強さ E' は,金属球 M, 金属球殻Nがそれぞれ単 独でつくる電場を足しあわせた合成電場の強さであるので,E'=カである。また,金 属球殻Nに対する金属球Mの電位 VNM は,金属球殻Nの内部には電気力線は生じないので VNM=キである。 金属球Mと金属球殻Nは,電位差 VNM を与えればQ の電気量が蓄えられるコンデンサー とみなすことができる。このコンデンサーの電気容量Cは,C 無限基準やから である。 Cとこの電位が のものとこの電位じゃないん? [20 関西大 ] 秘解

(1)についての質問です。解答で、cx＝ccosθとしてるところが何故かわからないですx-z平面上で光速cで運動してるなら納得できるのですが、x-y-z平面で運動するならc＝(cx2+cy2+cz2)1/2乗になると思いました。

56 光の粒子性 一辺がLの立方体の容器内を振動数 の多数の光子が光速cで不規則に運 動している。 この容器の面と光子は完全 弾性衝突するものとし, プランク定数を んとする。 光子の運動量の向きはその速 度の向きと一致しているので、光子の運 L S2 y (3 動量の成分は,速度のx 成分 Cx を用 いて、 X L | × cx と書ける。 さて, cx>0 として,t秒間に1個の光 であり,その間に面 子がx軸に垂直な面Sに衝突する回数は(2) Sが受ける力積は (3) となる。 光子の運動方向は十分不規則であ りの平均値はx=(4) × c2と書ける。そこで、容器内 の光子数をNとすると, 全光子から面Sが受ける力は (5)と表さ れる。 したがって,この光子気体の圧力P は, 体積Vを用いて (6) となり,単位体積あたりのエネルギーUを用いると, P=(7) と書 (名古屋大+東北大+大阪府立大) ける。 Level (1)~(7) ★ Point & Hint 光の圧力(光圧)の問題。 気体の分子運動論をバックグラウンドとして解いて いく。 HECTURE (1) 光子の速度ベクトルと運動量ベクトルは (2) 右のようになる。 Cx=ccos0 であり px= hv C cos 0 = =hyxCx c² ※子は面に2の距離を動くごとに C 速度 C 運動量 Dx

波動の問題です。 （3）で画像二枚目のように求めるのは間違っていますか？また、解き方は合っていますか？

71 基 図はx軸の正方向に進む正弦波 の変位y〔cm〕 を示している。 実線は時 刻t= 0[s] での波形を, 点線はt=10 [s] での波形を表す。 ただし, 波の速さは 3cm/sより速く15cm/sより遅い。 (1)この波の振幅,波長,速さ,振動 数,周期をそれぞれ求めよ。 y〔cm〕 -1 0 50 A x [cm] (2) t=0[s] のとき, x=220[cm] における変位を求めよ。 (3)x=100〔cm]の位置で.t=6[s] のときの変位を求めよ。 100 150

この円運動で円の運動方程式が成り立てるのは、左辺の円運動の公式に当てはめたものの力は円の中心向きで、右辺の万有引力も2物体の引き合う力だから円の中心向きとなって、この絵の赤と青のようになるからイコールで結べるということですか？？

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(3)についてです。 人、ゴンドラ、体重計を1つのものとして、αで加速してるとき2Tの力が加わってる3枚目①の式。人に加わる力の慣性力N+T=Mg+Mαの3枚目②の式から求めても正解ですか？模範解答とは違います。

9 運動方程式 ゴンドラGの上の体重計Hに乗っている人 が,定滑車を通した綱を引張って, 空中でつ り合いの状態にある。 人, ゴンドラおよび体 重計の質量をそれぞれ, 60kg, 20kg 10kg とし,重力加速度を g 〔m/s2〕 とする。 綱の質 量は無視できるものとする。 (1) この人に作用する力を,矢印を用いて, 図の中に描き込め。 9 運動方程式 29 H (2)綱(鉛直部分) の張力はいくらか。 また、 体重計の読みはいくらか。 G 次に,綱に一定の力を加えながら, たぐりつつ上昇したり,綱をく り出しながら下降したりした。 ある時間のあいだ、体重計の読みが, 16.5kg であった。 (3) このときのゴンドラの加速度を求めよ。 鉛直上向きを正とする。 ( 信州大) Level (1) ★★ (2) ★ (3) ★ Point & Hint (1) 「人が綱を引張って」 という文章に引きずられないよう に。 人が受けている力を図示する。 (2)HとG,さらにはGをつるしている斜めの綱まで一体としてみるとよい。 作 用・反作用の法則に注意。 張力T LECTURE T ( (1) 人に働く力は右のようになっている。 垂直抗力 力のつり合いより N N N+T = 60g ・① 人が綱を下へ引く (下向きの力を加える) ので,人は綱から上向きの力 (張力)を受け -作用・反作用の法則である。 ただ, る mg 重力 60g 図 a 図 b

（2）で、私は0℃から、100℃の間に熱が加わっているから、加えた時間は1440-40だと思ったのですが、答えは1440-640でした。なぜですか？ 教えてください。

演習 1-1 図は、72gの氷の塊が入っている質量20gのアルミニウム容器に、 1.0 × 105 Pa のもとで徐々に熱を加えたときの実験結果である。 はじめ、全体の温度が -10℃であった。 これに出力40Wの電熱器を利用して熱を加えると、氷は解けて水 となり、ついには水蒸気となる。温度変化と時間の関係は下のグラフのようになった。 水の比熱)を4.2J/ (g・K)、 蒸発熱を2.3 × 103J/g として、以下の問いに答えよ。 物質を 温 (上昇させるのに度 必要な熱量 (℃) 100+ 0+ 物体が固体から 液体に変化するとき 104 に必要な熱量 40 640 1440 温度は上昇してない。 時間(秒) (1) 水の融解熱を求めよ。 (2) アルミニウムの比熱を求めよ。

物理基礎の問題です。超初歩的な質問でごめんなさい。 写真の図のように、質量を持った棒を物体Aと物体Bにつないで力Fで引くという問題なのですが、運動方程式を見ると、物体Aはma=T1となっています。しかし私はma=-T1と書いてしまいました。恐らく私が間違いなのだと思います。... Read More

ら、加速するために力を必要としない。 しかし、質量をもつ場合は、加 速するために力を必要とし、 物体A, Bと同じように、棒の運動方程式 を立てる必要がある。 (2) Aからの距離がdの点で棒を分割し、それよ りも左側の部分の棒とAを一体とみなして, 運動方程式を立てる。 解説 (1) 棒の左端とAがおよぼしあう力の大きさを Tu 棒の右端 とBがおよぼしあう力の大きさを T とする。 A,Bと棒が受ける 動方向の力は,図1のように 示される。 右向きを正として 加速度をα とすると, それぞ れの運動方程式は, 図 1 ⇒a B A T₁ T2 F Tu T2 A:ma=Ti ...① B:Ma=F-T 棒: wa=T2-T ... ② ... ③ F 式① +式 ② + 式 ③から, a= m+w+M mF これを式 ①, ③に代入して,T= m+w+M T2= (m+w) F m+w+M

(2)で初めの位置が釣り合いの位置と書いてあり、小球がはね上がる前提で計算してると思ったのですが、(1)ではね上がるにはm＜Mの条件が必要だと思うのですが、それは考えないのですか？！教えてください！！

33 ばね定数kのばねを鉛直に立て,上端に質量 M の板を取り付け, 静止させる。 そして, 質量mの 小球をこの板の上方の高さから静かに落下させ る。 重力加速度をg とする。 I、物体が板と弾性衝突をする場合について 衝突により小球がはね上がるためには,m とMの間にどのような関係が必要か。 0000000 k M 2衝突後, 板ははじめの位置より最大どれだけ下がるか。 衝突は 1度だけとする。 II. 小球が粘土のようなもので,衝突後,板と一体となって運動する 場合について 衝突の際,失われる力学的エネルギーはどれだけか。 板ははじめの位置より最大どれだけ下がるか。 (東工大)

この問題についてです。C5にも電流は流れるそうですが、あるyoutubeの講義を見たところC5の部分には電流が流れないと言ってました(抵抗は等しかったです)。これって上(下)の方に入ってくる電流と出ていく電流が異なるのでその分がC5を流れるということですか？

C2 HH C5 B C3 C4 HH HH 30V 389 合成容量 5個のコンデンサー C1~Cs を用い て右図の回路をつくる。 各々の電気容量は C=C=1.0μF,C2=C3=2.0μF, Cs=3.0μF である。 A, B間に30V の電位差を与えたとき, (1) 各コンデンサーが蓄える電気量 Q1〜 Q5 [μC] を求めよ。 (2) A, B間の合成容量 C [μF] を求めよ。 -380 C1

物理基礎 至急回答お願いします( . .)" 写真の5番、式の意味はわかったのですが、 3行目から4行目にたどり着く計算の過程が 全く分かりません💧‬ なぜ一番下の式になるのか、計算方法の解説お願いします.

5 水中での圧力は大気圧を として 「p=po+phg」と表される。 よって p=1.0×10+(1.0×10°)×5.0×9.8 _=1.49×10 Pa≒ 1.5×10 Pa