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Physics Senior High

動摩擦力が仕事と反対向きに同じ力で働くのがよくわかりません。仕事の向きに動いていると言うことは、仕事の方が動摩擦力よりも大きくならないのでしょうか。

Jか。 例題 16 力がする仕事 図のように、水平面上に置かれた質量 m[kg]の物体にひもをつけ, 水平 から30°の向きに F [N] の力を加え続けて、ゆっくりとl [m] 移動させた。 この間、ひもの張力, 動摩擦力が物体にした仕事はそれぞれ何Jか。 |指針 W=Fscoseの公式を用いて計算する。 ゆっ くりと移動させているので, 物体にはたらく力はつりあ っており,動摩擦力の大きさは, 水平方向の力のつりあ いから求められる。 解説 ひもの張力がした仕事 Wi[J] は, otoma ト - (J) W=Fscose から, √3 Fl 2 W=Flcos30°= 動摩擦力の大きさをf [N] とすると, 物体にはたらく水 平方向の力のつりあいから Fcos30°-f=0 f=Fcos30°= √3F -[N] 2 ● ◆基本問題 108 109, 標準問題112 F[N] m [kg] 130 30° 7[m] mnog 動摩擦力がした仕事 W2 は , W = Fscose の公式を用い ると,動摩擦力が物体の移動する向きと逆向きにはたら くことを考慮して, √√3F W2= 2 √√3 Fl 2 xlxcos180°= - (J) F Advice 力Fがする仕事は, (水 平方向の分力)×(移動距離) からも 求められる。 水平方向の分力の大き √√3 さは,Fcos30°= -Fである。 こ の値は、直角三角形の辺の長さの比 2 を利用しても求められる。 30° √3

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Physics Senior High

教えてください

8 816 0.92 [6] -2-10 2. 図1のような滑らかな斜面上をボールが転がる運動を考える。 ボールを点 0 から斜面に沿って上向きに10 6 m/sで転がしたところ、ポールは等加速度直線運動をし, 6.0秒後には斜面に沿って下向きに 2.0m/sの速さに なった。 次の問いに答えよ。 斜面上向きを正とする。 (1) ボールの加速度を求めよ。 -2-10 12 (2) 点0から斜面に沿って上向きに最も離れるのは何秒後か。また,そのとき点 0から何m離れているか。 (3) 6.0s後までにボールが移動した道のり(移動した距離の和)はいくらか。 6 (4) ボールが点Oに戻ってくるのは何秒後か。 7 (6) ボールが斜面をすべりきる(点Qに到達する)のに何秒かかるか。 2.0m/s ち 10m/s/ 10 P 6.0s後 24m X-kot that? 図 1 v = rotat 0=10-20 次に図2のように、同じ斜面を用いて物体Aと物体Bを運動させた。 まず, 物体Aを原点Oからx軸正の向 きに速さ10m/sで発射する。 その後 2.0秒後に物体Bを原点Oからx軸正の向きに速さ10m/s で発射した。そ の後、物体 A,Bはx軸上で衝突した。 物体 A, B は x軸上 (斜面上) では (1)で求めた加速度で運動する。 次の問いに答えよ。 vt-2/t² (G) B を投げてから [s] 後のBの位置を式で表せ。 B=1ct-tz t (7) AとBが衝突するのは, B を発射してから何秒後か求めよ。 図2 price 0 1130 C24 1120 180 15 2012 Tor トル グ

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Physics Senior High

光の干渉の問題です。 屈折率nが1より大きいか小さいかはどこでわかりますか?

基本例題 68 薄膜による光の干渉 339,340 図のように,屈折率n, 厚さdの薄膜を,屈 大気 折率がnより大きい物質の表面につけたものが ある。 波長入の単色光を, 屈折率1の大気側か ら,この薄膜に入射角iで入射させた。 E 薄膜 (1) 光が点Bおよび点Cで反射する前後で位相 は逆になるか。それとも変わらないか。 屈折率n 物質 B (2) 点Aに入射し点Bで反射して点Cを通過する光と, 点Cで反射する光について 位相差をもたらす経路差と光路差を図の屈折角を用いてそれぞれ表せ。 (3) (2) , 両方の光を遠方の点Eで観測したとき, 暗く見えるための条件式を求めよ。 (4) この単色光を薄膜に垂直に入射させたとき, 反射光が最も弱められる場合の最 小の膜の厚さ dを求めよ。 指針点 B, 点Cでの反射はいずれも,屈折率小の媒質から大の媒質へ入射する場合なので,位 相が変化する。 強めあい・弱めあいの条件式を光路差で書くときは, 真空中(または空気中) の波長を用いる (経路差で書くときは,膜中の波長を用いる)。 (4) は垂直入射なので, r=0° 解答(1)点C:屈折率小の媒質から屈折率大 (3) 点Bと点Cの反射で, ともに位相が逆に の媒質へ入射する場合なので, 反 なるので,暗く見えるための条件式を, 光 射の際, 位相は逆になる。 路差で考えれば 点B: 物質の屈折率は膜の屈折率よ り大きいから, 点Cと同様, 反射 の際, 位相は逆になる。 2nd cosr=m+ = (m+/1/2) ² 1 (m=0, 1, 2, ...) H (2) 図より 注 経路差では 2dcosr=m+- (m + 1/2 ) ²/1/2 2n 経路差 (4)r=0°より cosr=1 だから, ① 式より =DB+BC A C =DC' 2nd=(m + 2)a 12 r/D =2dcosr 最小の膜の厚さは,m=0 より 光路差 2nd = 1/2/2 入 to bella よって d=- = n × 経路差 4n =2nd cosr B 物

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Physics Senior High

(3)なのですが、電流はvが一定値だとながれないのですか??? 速さがあれば電流は流れると教わったのですが…

[n] 16. 電磁誘導 191 発展問題 335,336 P 電磁力と誘導起電力 発展例題 34 鉛直上向きに磁束密度Bの一様な磁場中に, 2本の 直線導体のレールが間隔で水平に置かれ, 内部抵抗 スイッチ AB 「の無視できる起電力 E の電池, 抵抗値R の抵抗およ A びスイッチに接続している。 レール上の導体棒PQ RO は、レールと垂直であり,なめらかに移動できる。 EZ (1) スイッチを閉じた直後, 棒PQが磁場から受け る力の向きと大きさを求めよ。 Q (2) 棒 PQ の速さがvとなったとき, 棒 PQ に流れる電流の大きさはいくらか。 (3) 棒PQ の速さは一定値に近づく。 この速さはいくらか。 大から,P→Qの向きであ P 指針 (1) スイッチを閉じた直後には、 棒PQにまだ誘導起電力は生じていない。 り,Pが低電位,Qが高 電位となる。 棒PQは, ◎B OR v Bl (2) 速さがv1 のとき, 誘導起電力はBである。 棒PQ を起電力 , Blの電池とみなし、キルヒ (ホッフの第2法則を用いる。 誘導起電力を生じる電池 とみなすことができ, p = E が負極、Qが正極となる Q (3) 速さが一定となるとき, 慣性の法則から、棒 PQにはたらく水平方向の力は0となる。 解説 (1) スイッチを閉じた直後, 棒PQ の誘導起電力は0である。 棒 PQ を流れる電 E 流はQPの向きに, I = である。 棒PQ Betono R (図)。 したがって、 誘導起電力は、電池の起電 力Eと逆向きに Blである。 PQ を流れる電 BADER 流をとすると, キルヒホッフの第2法則から、 E-v, Bl* E-vBl=Ri i== ARO 平木 (3) 一定の速さをvとする。 このとき, 棒PQに はたらく水平方向の力は0 となるので, 流れる 電流も0である。 (2)のiの式を用いて が磁場から受ける力の向きは, フレミングの左 手の法則から、図の右向きとなる。 力の大きさ EBU Fは, F=IBl= AVE-VBl. E E435 R 0=1 ひ= R BU (2) 棒PQ に流れる誘導電流は, レンツの法則 -VOS $

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