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Physics Senior High

この問題のカについてで、図3のように、ad間、bc間は導線で繋がれているから等電位になり2枚目の写真の式が立てられるのは分かるのですが、それぞれの起電力が異なってショートするなどということはありえないのでしょうか?教えて欲しいですm(_ _)m

wwwwwww 電気容量のコン S デンサー, 自己イン ダクタンスのコイ ルとスイッチ S か XC L P らなる回路が,十分 に長い2本の平行な導体のレールに接続されている。 レールは間隔が で、水平に対して角度だけ傾いていて, 質量Mの導体棒Pが水平 に置かれている。 レール面に垂直に磁束密度Bの一様磁場がかけられ ている。Pはレール上を水平なまま, 摩擦なく動き,レールに沿って 下向きを正とする。電気抵抗は全て無視でき,重力加速度をgとする。 ISを帯電していないコンデンサーに接続し, Pを静かに放す。Pが レールを滑り落ち,速度がりになったとき,コンデンサーの電気量 Qは,Q=アである。このとき,Pを流れる電流をIPの加 速度をαとすると,Pの運動方程式は, Ma=イと表される。さ らに短い時間 4tの間にPの速度が4v だけ, コンデンサーの電気 量が4Qだけ増えたとすると, C, B, d を用いて, I=ウ Xa となる。これらの式から,Pが滑り落ちているときの電流IはI= と一定となることがわかる。 そして, Pが距離 xだけ滑り落 ちたときの速度はオである。 IISをコイルに接続し,Pを静かに放す。Pが x だけ滑り落ちたとき の速度をv,コイルに流れている電流をIとする。さらにPは短い 時間4tの間にdx=udtだけ移動した。電流の増加量を AIとする と,Pとコイルの2つの誘導起電力の関係からAIカ × 4x という関係式が得られる。 この式より, Pxだけ滑り落ちたとき て, Ma T= となる。そしてPの運動方程式は, x を用い クと表される。これよりPは振幅A=ケ 周期 コで単振動をすることがわかる。 そして, 位置 xでの速さ vは,v=サである。 ( 京都大 +東北大)

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(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

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Physics Senior High

【高校物理、電磁気学】 河合塾出版の参考書、「高校物理」の例題4-5で分からないことがあります。 (c)(d)を解説と異なる方法で求めようとしました。(c)は答えが合いましたが、(d)は合いませんでした。私の解答を書きますので、どこが間違っているかをご指摘頂きたいです。一応... Read More

第1章 電場 275 例題 4-5 電場と電位・位置エネルギー 真空中の電荷と電場に関する下記の y 文において, (a)から (d) にあ てはまる式を記せ。 ただし, クーロン P(-d,d) の法則の比例定数をk [N·m²/C2], •C(0,d) 電子の電荷を -e [C], 電子の質量 をm[kg] とし, 無限遠点での電位を 0Vとする。 0(0, 0) x B(-d, 0) A(d, 0) (1)A(d,0) と点B(-d, 0) に正の電荷 Q を固定し,y軸の点 C(0, d) 電子を置く。 D(0,- -d). 点Cで速度 0 であった電子が電場で力を受けてy軸上を動くとする と、原点0での速さは (a) | [m/s] となる。 (2) 点Aと点B の正の電荷 Q のほかに, 点Cに電気量 Q [C] の点電 荷を固定する。さらに,これら3つの点電荷を固定したままで, y 軸上 の負の方向の無限遠点に置かれた電気量 - Q [C] の点電荷をy軸に 沿って点D (0, -d)までゆっくりと動かす。 このときに外力がする 仕事は(b) [J] である。 (3)点Aと点Bに電荷 Q, 点 C と点Dに電荷 - Q を固定した状態から, 点Cの電荷 Q をC→P→B の経路で点B まで, また点Bの電荷 Q をB→O→Cの経路で点 Cまで同時にゆっくりと動かす。 このとき外 力がする仕事は (c) [J] である。 さらに,点Aの電荷 Q と点B の電荷 Q を固定したままにして, 点Cの電荷Qをy軸の正の方向に向かって無限遠点まで,また点Dの 電荷-Qをy軸の負の方向に向かって無限遠点まで同時にゆっくりと 動かす。 このとき外力がする仕事は(d) [J] である。 (東北大) 解答 (1) (a) 点A,Bの電荷による点Cおよび点0の電位は, それぞれ, Vc= kQ kQ √2kQ + √2d √2d d kQkQ_2kQ Vo d V₁ = kQ+kQ d 求める速さをひとする。 力学的エネルギー保存則より, 1/12m+(e)xVo=(-e) Vc .. mv²= (2-√2) kQe d

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どこで力が働いてるか、わからなく、式をたてれません。解説おねがいします。

3ダ 第1章 物体の運動とエネルギー 3 $壁から受ける力 図のように, 鉛直な壁 AB と, 水平面と 角 のをなす斜面 BC との間に, 一様な材質でできた質量 7 [kg] の球が置かれている。重力加速度の大きさをg[m/s2) とし, 球 と壁 AB, 球と斜面 BC との間の摩擦はないものとする。 (1) 斜面 BC が球を押す力の大きさを求めよ (2) 壁 ABが球を押す力の大きさを求めよ。 ユ力3例題ダ 則 ^44 $倖面とばね 図のように, 質量 % のおもりPに, 放 ともに自然の長さが/,。 ばね定数がんと 2んの軽いばね P の一端を取りつけ, 傾きの角がののなめらかな斜面に置 光 いた。次に, それぞれのばねの他端 A, B を, AB 間の 長さが 27 となるように斜面に固定した。小球が静止しているとき, AP 間の長さは いくらか。還力加速度の大きさを 2 とし, P の大きさは無視できるとする。 ウ莉時, 45 $抜の上にいる人の力のつりあい 図のように, 軽くてなめ らかな定滑車に軽い綱を通し, その一端に軽いロープにつながれ た重さ 100 N の板をつり下げる。重さ 600 N の人がこの板に乗 り, 綱の他端を引いた。有効数字は考えなくてよい。 ⑪) 人が綱を引く力の大きさが 200 N のとき, 板は地面から離 れなかった。このとき, 人が板から受ける力の大きさはいくら か。また, 板が地面から受ける力の大きさはいくらか。 (2) 板が地面から離れるためには, 人が綱を引く力の大きさをい くらより大きくしなければならないか。 っEE3, と | 446 連絡したばねのばね定数 図のように, 天井に固定したばね定数 ん の軽いばね 1 にばね定数 。 の軽いばね 2 を直列につなぎ, その下端 に質量 7z の小物体をつり下げる。 重力加速度の大きさを 9 とする。 (1) ばね 1 とばね 2 のそれぞれの伸びはいくらか。 (2) ばね 1 とばね 2 の全体を 1 つのばねとして考えたとき, そのばお定 数はいくらか。 (3) 一様なばねを 2 等分して, 同じばね定数のばねを 2 個作った。この うちの 1 つのばねのばね定数は, もとのばねのばね定数の何倍か。 っgp, 3 3 ml ごき移 67000000000\00N PS ご9ざ玩 (12 東北大改) 43 球は壁 AB と斜面 BC からそれぞれ垂直抗力を受ける。 44 ばね定数んのばねが 縮むと, ばね定数 24 のばねはァ伸びる。 45 (2) 板が地面から離れる直前には。 板が地面から受ける力の大ききは0N になる。 4 6) (のの結果を利用して, 同じばねを直列につないだとき, 全体のばね定数がどうなるかを考える。

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