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Physics Senior High

(1)で2.0×10^-3となるのはなぜですか?静電気力が重力と等しいなら、2.0×9.8ではないのですか??

基本例題 55 クーロンの法則 質量 2.0gの小球Aを天井から糸でつるし,それにあ る電荷を与えた。 1.0×10-C の正電荷をもつ小球Bを Aに近づけると、図のように, Aは鉛直方向から 45° 傾 1.0×10°C いて静止した。このとき, A,Bは水平に 0.30m はなれ ていた。 重力加速度の大きさを9.8m/s2, クーロンの法 B 則の比例定数を9.0×10°N・m²/C2 とする。 (1) 小球A,Bの間にはたらく静電気力の大きさは何Nか。 (2) 小球Aがもつ電荷は何Cか。 指針 (1) 小球Aには,重力, 糸の張力, 静電気力の3力がはたらき, つりあっている。 それらの力のつりあいを考える。 (2) (1)で求めた静電気力Fをクーロンの法則の 式に代入し、小球Aがもつ 電荷を求める。 解説 (1) 小球Aに は,重力 mg, 糸の張力 S, 静電気力Fがはたらく (図)。 力はつりあっており,Fと mg は等しい。 S 145° ---- mg HH F 基本問題 435, 436,437 $0.5251 45° -0.30m 11 F=mg=(2.0×10-3) x 9.8=1.96×10-2N 2.0×10-2N (2) AとBは反発力をおよぼしあうので, Aが もつ電荷は正であり,これをg 〔C〕 とする。 ク 9192 2² ーロンの法則の式,F=k に各数値を代入 し, __g×1.0×10-6 0.302 1.96×10-2=9.0 × 10°× A g=1.96×10-C 2.0×10-C

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Physics Senior High

(2)の問題(画像1枚目)は、模範解答では2枚目の画像でシャーペンで囲んでいる公式を使って解かれていたのですが、星印をつけた公式を使って解く方法はないのでしょうか?

指針 投げ下ろした点を原点,鉛直下向きをy軸の正の向きとし、 「v=u+gl」 「y=col+1/2gt2」の式をもとに考える。 解答 小球が地面に達するまでの時間をt [s], 地面に 達する直前の小球の速さを [m/s] とする。 「y=vot + 12/2gt」より 39.2=9.8×t+m×9.8×12 両辺を 4.9でわると 8=2t+t2 t'+2t-8=0 t>0 であるからt=2.0S (t-2)(t+4)=0 また,このときの速さ [m/s] は 「v=vo+gt」より v = 9.8+9.8×2.0=29.4≒29m/s 21. 鉛直投げ下ろし 地上 25mの高さからボールを投げ下ろしたところ, 1.0秒後に地面に 落下した。 重力加速度の大きさを9.8m/s²とする。 (1) ボールの初速度の大きさ [m/s] を求めよ。 (2) ボールが地面に達したときの速さ [m/s] を求めよ。 (1) (2) 25m 22. 自由落下と鉛直投げ下ろし ビルの屋上から小石Aを静かに落下させ, 2.0秒後に屋上 から別の小石Bを初速度 24.5m/sで投げ下ろしたところ, 2つの小石は同時に地面に落ちた。 重 m/c² + + z あるビル さを 9.8m/ (1) 小球が (2) 最高点 (3) 投げて (4) 投げ 例題 9 指針屋 図容 (1 Tv= 20 (2) 「y= OB A (3) T 23 大 (1) (2 (3

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