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Physics Senior High

教えてください!!

|5]08静電気力がする仕事 真空中で, 鉛直上向きに直交座標系の z 軸をとる。ヶ軸の正 の向きに強さ [N/C] の一様な電場が加えられている。この電 場中において, 質量が [kg] で正の電荷 の[C] をもつ荷電粒子 を考える。 重力加速度の大きさを 9[m/s2] として, 次の間い (2 1) 図1のように, *軸とッ軸上の原点O からZ[m] の距離に ある点を, それぞれP, Q とする。原点 O の電位を0Vと して, 点Pと点 Q の電位をそれぞれ求めよ。 (②) 1 に示された円弧 PQ 上にある点を R とする。OR が*軸となす角は 9 [rad] である。直線 OR にそって荷 電粒子を点 O から点 R まで移動したとき, 静電気力が した仕事を求めよ。 (3) 荷電粒子を, 図 1 のように円周にそって点 R から点P まで移動した。このとき, 静電気がした仕事を求めよ。 (④) < 軸上の高さ ん[m] の点A から, 荷電粒子を静かには 図2 なした。図 2 のように, 粒子は静電気力と重力を受けて *z 平面内を直線運動 し, 軸 上の点 B を通過した。 (a) 粒子をはなしてから点 Bに達するまでに要する時間を求めよ。 (b) OB間の距離はいくらか。 (c) 粒子が点 Bを通過したときの運動エネルギーを求めよ。 解習 (1) 点P:一EZ[V) 点Q:O0V ⑫ gg2cos9[J] ⑬③ ggZ1-cos9)[J] 2 9 _9を い2 ののo /今mg @ 飼古 e ziる |

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Physics Senior High

わかるところだけでもいいので教えてください!

較16則振り了〒とエレベーター内での円難振り子 [A) 天井に固定した長さんの軽い糸に, 質量が の小球がつ けてある。糸がたるまないように小球を持ち上げ, そっと はなしたところ, 図1 のように, 小球は円弧を描きながら 旬直面内で振動を始めた。和糸と鉛直線とのなす角を 9 (た だし図 1 に示す鉛直線に対して右側を正とする),重加 速度は鉛直下向きで大きさを 9, 円周率を x とする。次の 問いに答えよ。 ュ (1) 円孤にそった向きの小球の加速度を っ としたとき, 円 綴にそった向きの小球の運動方程式を み, o, 9, の を用いて表せ。ただし, 。は 図1での の増える向きを正とし, 小球が鉛直線の右側にあるとして考えよ。 (⑫ 振動の振幅がきわめて小さいとき, 振動は単振動とみなせる。このときの振動の 周期也をんと9を用いて表せ。 【B 天井に固定した長さんの軽い糸に, 質量 婦 の小球がつ けてある。小球を水平面内で反時計回りに等加円運動させ たとき, 図2のように, 糸と鉛直線とのなす角が 9。 となっ た。重力加速度は銘直下向きで大きさを 9, 円周素を と する。次の問いに答えよ。 (3) 小球の等速円運動の周期 7。 を, 9, 9。を用いて表せ。 次に糸を, ばね定数が ん 自然の長さがとの軽いばねに取 図2 りかえた。小球を水平面内で反時計回りに等束円運動させた とき, ばねが 4ル 伸びて鉛直線とのなす角が 9, となり, 角速度の大きさ e が(⑬) と同 じとなった。ばねの伸び 4 を求めたい。 (⑳ 小球にはたらくばねの弾性力の大きさぐをんと 4を用いて表せ。 ⑯) 小球にはたらくばねの弾性力と遠心の水平方向のつりあいの式をS, 9, が 4 ゅ を用いて表せ。 (6) ④, ⑤ の結果を用いて, ばねの伸び 4とを, , 9, 4 9。 を用いて表せ。

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Physics Senior High

(ii)の⑧ですが、自分はh(1-cosθ)+Vc²sin²θ/2gというこたえになったのですが、解答には力学的エネルギー保存の法則よりh-Vc²cos²θ/2gとなっています。自分の答えは間違っていますか?

次の文章中の空所0 -⑪を数式で埋めなきい。 語に示す ょうに。 なめらかな曲面 ABC がある。ただし, 曲面 BC は半径 の円到面であり, 点B は曲面 ABC の最下点に位置している。 点Bをとおる水平面から高さんの点Aに質量 み の小球を革き, そこか ら静かに放すと, 小球は曲面 ABC を離れることなく点Cから前方にあ る釣直のなめらかな壁に向かって飛び出していった。小球は, 鉛直な壁 と点Dで垂直に, はねかえり係数 (反発係数) e で衝突した後、はねかえ されて水平な床面の点Eじを落下した。これら小球の一連の運動について 考えてみよう。ただし, 空気抵抗の虹響は無視できるものとする。 (3) はじめに。 質量 の小球が点じを飛び出していく瞬間の速きを求めよう。 位置エネルギーの基準面を点 | HB をとおる水平面にとり。 重力加速度の大きさを の とすると, 点Aの位置における小球の位置エネルギー は( ④ ) と表きれる。また, 半径んの円弧面 BC の中心を0としたとき, OB と OC のなす角度をのとす | れば, 点Cの位置における小球の位置エネルギーは( ② ) となる。小球が点じを飛び出す有購間の速さを | とおいて旋学的エネルギー保存則を適用する と 小球の速き oc は, の。 ん 9 を用いて, =( ⑨ ) と| られる。 3 9 次に。 点Cと壁との間の水平方向の距離 と。点Bをとおる水平面から点Dまでの高き 万, を求めよう。 小球が点C を飛び出す瞬間の速度の水平成分の大きさは, , 9 を用いて( ④ ) と表さきれ, また, 鉛直成 分の大ききは, 同じく 2x。 の を用いると( ⑤ ) と表される。小球は壁と点Dにおいて垂直に衝突するの でで」 壁に衝突じた瞬間における小球の速度の鉛直成分の大きさは 0 になる。じたがって, 点Cを飛び出し , た小球が壁と点D において垂直に衝突するまでにかかる時間 』 は。 kg, 9 を用いで ヵー( ⑥ ) と求め| られる』 ごれより」 壁までの距離は。 の, の を用いると, とニ=( ⑦ ) と表きれる。 さらに, 高き 所! は。 kw。 の のを用いて 所=( ⑥⑧ ) となる。 . (最後に 小球が点Dから点に落下するまでにかかる時間 4と, 壁から広面の点EEまでの水平方向の距 次基を求めよう上床画から点Dまでの高きを刀とすれば, は, 9 と万を用いて 』三( ⑨ ) と求められ が球が点D において壁に垂直に衝突する直前の速さきを 。 とすれば, 特突直後の小球の速きは。 iq⑩ ) と表される。これより, 距離7」は, me, 9, を用ぃて, 項計(⑪)Rめら

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