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Physics Senior High

・⑶についてなんで安定とわかるのか教えてください ・コリオリ力に関しては円環に束縛されているから議論が不要ということですか?

120 Part 2 109. 遠心力 運動する.さらに,この円環は,その中心Cを通る鉛直線のまわりに, 一定の角速度で回転 図のように、質量mの小球が、鉛直面内におかれた平語の円頭上に拘束されてなめらか できるものとする. 重力加速度をg, また, 円環の中心Cから円環の最下点0に向かう方向と 中心Cから小球に向かう方向との間のなす角を0 (0は図の矢印の向きを正; -m ≧0≦)とし て、この円環上に拘束された小球の運動に関する以下の問いに答えよ. 〔A〕 まず,円環が固定されて回転していない場合 (ω=0) を考える. (1) 点0から円環に沿った小球の変位の大きさが十分小さいとき, 小球の運動は点0のまわ りでの単振動とみなせる。このとき、小球の振動する周期を求めよ.ただし,角度0が十 分小さいときに成り立つ近似式 sin 0≒0を用いてよい. 〔B〕次に、円環が一定の角速度で回転している場合(ω≠0) を考える.ただし、以下の問 (2) (3) では,円環とともに回転している観測者からみたときの小球の運動について考える ものとする. (2) 角速度の大きさがある値wc より小さく,さらに, 点0から円環に沿った小球の変位 の大きさが十分小さくて小球の運動が点0のまわりでの単振動とみなせるとき, wc, お よびこのときの振動の周期を求めよ.ただし, 角度0が十分小さいときに成り立つ近似式 sin 0≒0とcos0≒1 を用いてよい。 (3) 角速度の大きさをwcより大きくすると, 円環の最下点以外の0=±0(0<br<↑の 点で小球にはたらく力のすべてがつりあう.cos , を求め, さらに、そのつりあい点が安 定か不安定かを答えよ. C 鉛直線 W 10. ......... 0 円環 小球 §2-4 慣性の法則

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Science Junior High

緊急です。 中学生理科の磁界の問題です。 赤く印をつけたところの解説をお願いいたします。

6 電流と磁界の関係を調べる実験について,次の各問に答えよ。 <実験1> を行ったところ, <結果1>のようになった。 < 実験 1 > (1) 図1のように,台に固定したコイル, スイッチ, 導線,電源 装置を用いて回路を作り, N極が黒く塗られた方位磁針を, 台上の点Aから点Cまでの各点に置いた。 (2) スイッチを入れ, 方位磁針のN極が指す向きを調べた。 <結果 1 > 点Aから点Cまでの各点に置いた方位磁針のN極が指す向き とコイルを流れた電流の向きは,図2のようになった。 図 1 レール D E 台 図2 次に,<実験2> を行ったところ, <結果 2 > のようになった。 <実験2> 図3 磁石 コイル 金属棒 B [問1] <結果1> から,台の面上におけるコイルの周りの磁界の向きを矢印で表したものとして適切な のは、次のうちではどれか。 イ スイッチ 電源装置 C コイルを流れた電流の向き (1) 金属棒止めがついた金属のレール, 金 属棒,磁石,電流計 電圧計, 抵抗の大き さが10Ωの抵抗器、スイッチ, 導線,電 源装置を用意した。 (2) 図3のように、水平面上に2本のレール を平行に置き、上面がN極になるように 磁石の向きをそろえて等間隔に並べて 装置を作り、金属棒を向きがレールと直角になるように点Eに置き,回路を作った。 スイッチ good 電圧計 金属棒止め 抵抗器 a [ 電源装置 電流計 (3) 電源装置の電圧を6Vにし、スイッチを入れ、金属棒が動く方向を調べた。 (4) スイッチを切り、金属棒を点Eにもどした。 (5) 電源装置の電圧を12Vにし、スイッチを入れ, 金属棒の動きが (3)と比べ、どのように変わるかを調べた。 <結果 2 > (1) 実験2>の (3)で調べた金属棒は,点Fの方向に動き, 金属棒止めに衝突して静止した。 金属棒が静 止しているとき、電流計の値は 0.2Aであった。 (2) 実験2> (5)で調べた金属棒は,点Fの方向に<実験2>の(3) と比べ速く動き, 金属棒止めに衝突 して静止した。 金属棒が静止しているとき, 電流計の値は 0.4Aであった。

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