(5)の電気量保存則でどうしてかかる電圧がともにEとなるんですか？

A (等号は Rーrのとき) E2 P=IV= (R+r) E2 R+2r+ R (R-+4r -の消費電力が最大になるとき 『R-=0 より P-V-RE T安+ャ RE VR R=r(QB中 このときの消費電力 Pは P=E 4r - 大第。 4CT,--5 そのときの R=r Q=CiV Q2= CzV2 T,:ER Rtr Vi+ V2=- R -E R+r -Qi+ @2=-(C,E+C»E)_1 ここで,Ci=C, Ca=4C とすると, ①, ②, @式より -CVi+4CV2=-5CE ブラフをかくときは, DAをこえないこと また、の式より V-RキャE-V これをの式に代入して-CV+4c(p8-v)--sCE る。 -E-V. R+r R R+re-V==-5CE これを解いて tp)e-9R+5rp ュ=1+5(R++) <E 5(R+r) R -E 9R+5r 4R+5r -E=- -E V2= 5(R+r) 5(R+r) 合※C Pの電位が負で P。 より低いので、は負の値 である。 R+r ゆえに,D, ②式より 4R+5r 4CE (C]#C* 9R+5r .. CE [C], Q2=ー可(R+r) Q= 5(R+r) 物理重要問題集 129 R」 4F plant to Craures y and August blow wing within the This is

高校物理　コンデンサー 下の写真の問題の問6で 静電エネルギーの変化量　と　電池の内部エネルギー変化量の符号の関係がわかりません。 答えはそれぞれ　-1/2IVΔt 、　IVΔt です。 この問題ではIは電流の大きさであり、 静電エネルギーの変化量=1/2ΔCV^2、ΔC... Read More

教·エ·応生: 3' 3 次の文を読み、以下の問いに答えよ。 (配点比率 医: 4 外りように, 一辺a[m]の正方形の金属板を極板とする平行板コンデンサーが起電力V[V] 可能な電池に,スイッチSを介して接続されている。極板間の距離はd[m]である。この ーンテンサーに,厚さ d, 上下面が極板と同形である。誘電率e[F/m]の誘電体の板が,極板の 辺に沿うように挿入されている。コンデンサーを充電した後,誘電体をコンデンサーから引き出 すとき,どのような力がはたらくかを調べたい。 1ぶすます 以トでは、誘電体の位置を,極板の左端から誘電体の左端までの距離x [m]で表すことにす る。以下の問いに解答するとき,極板の端の効果,電池の内部抵抗,導線の抵抗,摩擦力は無視 できるものとする。なお, コンデンサーは大気中におかれており, 空気の誘電率は,真空の誘電 率Eo(F/m]に等しいとしてよい。 い ) 問1 誘電体がx=0の位置にあるとき,スイッチSを閉じ,回路が安定するまで十分に充電 い してから,スイッチSを開いた。このとき, 極板に帯電している電荷 Qo[C]はいくらか。 問2 間1の操作の後, スイッチSを開いたまま, 誘電体を極板から距離x引き出した。このと きの,コンデンサーの電気容量 C(F] と,蓄えられた静電エネルギーU[Jを求めよ。なお, 答えはa, d, e, Eo, X, Vの中から適するものを用いて表すこと。 問3 一般に,物体には位置のエネルギーが小さくなる向きに力がはたらく。この考えを用いて, 位置xにおいて誘電体にはたらくカの向きはどうなるか, 答えよ。どのように推論を進めた か簡潔に述べよ。 上記と同様のことを, スイッチSを閉じたままで行うと, 誘電体にはたらく力はどうなる

•位置エネルギーは高さと質量に比例する。 •同じ高さからりんごと鉄球を落とすと同時に落下。（真空中？） ここら辺が上手く理解できていません。位置エネルギーが質量に比例するなら、鉄球の方が速く落ちると思うのですが、分かる方説明お願いします🙇🏻

大門2の(ウ)で電気量保存則の立て方が分かりません。そもそもコンデンサー2に蓄えられる電気量が2q0-q1になる理屈が分かりません💦

A モーター 0.S ル 床 (n9 2.0 図3 次の文章を読み,以下の各問に答えよ。 2 図1のような一辺の長さ w [m]の正方形の薄い金属平板2枚を用いた間隔 d (my の2組の平行板コンデンサーC, Cg がある。平板の空間は真空 (真空の誘電率 F/m))であるが,コンデンサー C2 には図の右側から平板と平行にx [m]だ ナ比誘電率,P誘電体をゆっくりと挿入していく。誘電体は w × 20× d [m]の すき ま 吉右体で、挿入された部分は平板間に隙間なく埋まる。ただし, コンデンサーの 周辺部の影響は無視できるものとする。 ア) コンデンサー C, の電気容量(静電容量) Ci[F] を w, d, x, Eo, E, のう ち,必要なものを用いて表せ。 )誘電体をェだけ挿入したときのコンデンサーC。 の電気容量 C,[F] を w, 1, 2, E, Er のうち,必要なものを用いて表せ。 と C。を図2のように並列接続する。最初に, コンデンサー Caに誘電体を挿 ない状態(z = 0)でスイッチSを閉じて電荷を蓄えたところ, C, C2 とも

Bの(3)で力学的エネルギーの立て方が分かりません

4 軌道上を 2m/s), 地 次の問いに答えよ。 ただし, 月は質量 M [kg),半径 R[m]の球体とし, 弾丸,の質量 を近(kg)ノ万有引力定数をG[N·m?/kg°]とする。 また, 数値を求める場合の答えの 有効数字は2桁でよい。 人工衛星 【A)月の表面から表面に垂直に無限遠方に向けて弾丸を発射する。 (1) この弾丸が無限遠方に達するための最小の初速度 m/s] を表す式を求めよ。 このとき,弾丸が発射直後にもつ運動二ネルギーの数値を求めよ。ただし, m=2.0 kg, G= 6.7×10-1! N.m?/kg? およびM=7.3×10 kg, R=1.7×10° mで ある。 位時間に ]の大き きる速度 (B] 次に,図のように, 月の表面から 発射した弾丸が地球表面に達するた めの最小の初速度 v」 [m/s] を求めた い。ただし,弾丸は地球の中心と月 の中心を結ぶ直線上を飛行するもの とし,月の地球の回りの軌道運動は 考えないものとする。地球の質量は月の質量の 81倍である。また, 地球の中心と月 の中心の距離をDM]とする。 (1) 地球の中心と月の中心を結ぶ直線上において,月の中心からx[m}の地点A まで は月の引力が勝るが/地点 A を越えると地球の引力が勝っている。月の表面から この直線上を地球に向かって飛行する弾丸ばこの地点Aを越えることができたら 地球に向かって落下できる。 (2) 地点A での弾丸の位置全ネルギーVD]は,地球の重力による位置エネルギーと 月の重力による位置エネルギーの和である。VをDを用いないで表す式を求めよ。 (3) 月の表面から発射された弾丸の力学的エネルギーが(2)で求めた位置エネルギー より大きければ弾丸は地球表面に到達する。このことから上記のひ」を表す式を 求めよ。 (4) 弾丸が地球表面に達するために与えなければならない最小の運動エネルギーは 弾丸が無限遠方に達するために与えなければならない最小の運動エネルギーの何倍 か,その数値を求めよ。ただし,DE3.8×10°ゆである。また,必要ならば [A](2) で与えた数値を用いよ。 地球 弾丸 質量 m 月 半径 R 質量 M VA A 質量 81 M トーxー D A m この(xをDを用いて表す式を求めよ。 (C] [A]の速度 は「脱出速度」とよばれる。質量が同じ星の脱出速度はその半径が 小さいほど大きな値になる。半径が小さくなり脱出速度が真空中の光の速さ (3.0×10°m/s) となるような天体は「ブラックホール」とよばれる。この天体が太陽 と同じ質量(2.0×10°kgYをもつ球体である場合,その半径は何 km か, 半径の数値 を求めよ。 3.3 く-> 8lx -(ー)

問5です Bでエネルギーが0以上なら到達できると思い、このように考えたんですけどだめですか？

5.原子物理 問5.電子がAから速さ v。で, 極板の法線方向と角度 6,をなす方向へ発射された場合,電 子がBに到達出来るための条件は次のどれか。 [44] 2枚の平板電極AおよびBが間隔4で 平行に置かれてあり,A, Bの電位は各々 5 2V |2e Vd 2eV Dosin 0.S、 の Vosin 0.2. の VoCOs 0,2 の A. V,0である。(ただし,V>0)。電子の 電荷を -e, 質量をmとし,極板は充分広 く,重力の影響は無視出来るものとして、 次の問い(間 1~5)の答えを,それぞれ の解答群のうちから一つずつ選べ。 m m 2eV |2eV の DoCOs 6,い、 6 Dosin O.2、 2e Vd 6 DoCos 0, N Do Do d m m m B。 2eV の tosin 0,2、 ev eV 8 VoCos 6.2. m の Vosin 6, 2, m m B D 問1.極板間のちょうど中間の位置で, 電子が極板に平行な方向に, 速さ voで発射された 場合,電子が発射されてから極板に到達するまでの時間はいくらか。 ev md? 3 eV md 2m の dyev 2md eV の の 6 m 2eV 6 md の VeV m m の d、 8 d、 Vev 問2.間1の場合,発射点から到達点までの距離はいくらか。 2 d 4mdv? の 2V 1+ 2 Vod. 「md eV 3 d 1+ 8mvo? eV 2V eV md の oeV d 21 4mv? eV md Vov 6 1+ 6 4mv。 8V d 1+ V 8eV mv。? の 8 d 1+ の 2V 21 21 2°au 問3.間1の場合,到達点に達する直前の電子の速さはいくらか。 3 2eV mv。? 「m Vア の Doy の Voy 1+ mv。? 3 2V mdv。? 6. Voy 2eV の Voy 1+ 6 mVo VeV ev mV。 V 2mvo 1+ eV の Voy 8 Vo 1- の Poy au 問4.電子がBから速さ voで, 極板の法線方向と角度 6。をなす方向に発射された場合, 電 子がAに到達した時の入射角0(極板の法線方向となす角)はいくらか。4 の cos 0=ーCos bo eV 1+ の sin 0=- sin O。 3 cos 0= - Cos 0。 /1+ 2eV mv。 Vit mvo 2V mvo? cos d。 sin O。 2V の cos 0= cos O。 V-2V mv。? sin 0= 6 Cos 0= V1+ mu。 mV。? 1+ eV V cos O。 mv。 eV sin O。 sin b。 eV mu。? の cos 0= 8 sin 0= の sin 0-- 1+-eレ mv。?

解き方を教えてください

10. 軽い糸におもりをつけた振り子がある。 図の点A よりおもりを静かにはなす。 この後, おもりが点B (最下点)と点Cを通過するときの速さ vg[m/s], 『c(m/s)を求めよ。 ただし, 点A, 点Cの高さは 点Bを基準としてそれぞれ 10.0m, 7.5mとし, 重 カ加速度の大きさを9.8m/s? とする。 糸 A9おもり 10.0 m 17.5m B 解 UB=14 m/s, vc=7.0m/s ヒント 糸が引く力は仕事をしないので, カ学的エネルギー保存則が成りたつ。 おもり の質量をm [kg] とおいて式を立てる。

熱 問2 このグラフは熱平衡のグラフと同じような考え方で大丈夫でしょうか、？？？ 熱と温度変化が同じような形になるから温度がどんどん同じ値に近づいていくように放出熱も図3の温度変化の値にだんだん近づいていくっていうイメージで考えました。。 解説の補足も理解できましたが、... Read More

ついて考えよう。お茶は, 時刻0で温度 T。であったが、 飲みは初め室温にあり, 同じ熱容量をもつものとする。次の二つの方万法を比べてお 間に放出した熱の総量Qを表すグラフとして最も適当 方法B:図2のように, 全量を二つの湯飲みに均等にわけたあと, 一つの湯飲み 方法Aで一つ目の湯飲みが受け取った熱量QAと, 方法Bで空になった湯飲みが受 68 第2章 熱と気体 ★**50 16分-8点】 書 お茶の冷まし方について考えよう。 $1 熱と温度 69 に入れる記号として正しいものを一つす。 T。 T。 問1 次の文章中の空欄 1 選べ。 きゅうす T, なものを一つ選ベ。 図3 よう。 0 Q+ 2 Q4 3 移す。 Q1 にまとめる。 0 0 0 け取った熱量Qの関係は, Q. 1 Qであり, 方法Aで冷ましたお茶の温影 Q+ Q+ 6 T,と,方法Bで冷ましたお茶の温度Tの関係は, T。 T。となる。ただし, Q+ 2 これらの過程では, お茶と湯飲みはすぐに同じ温度になるとし,湯飲み以外への の流出は無視できるものとする。 ール 0 1 2の解答群 0 0 > ② = 0 < さこ 方法A 方法B 図1 図2

物理基礎　高1 途中式を教えてください

10. 軽い糸におもりをつけた振り子がある。 図の点A よりおもりを静かにはなす。 この後,おもりが点B (最下点)と点Cを通過するときの速さDB[m/s]. 『c(m/s]を求めよ。 ただし, 点A, 点Cの高さは 点Bを基準としてそれぞれ10.0m, 7.5mとし, 重 力加速度の大きさを9.8m/s? とする。 糸 A0おもり 10.0 m、 17.5m B 解 Us=14 m/s, vc=7.0m/s ヒント 糸が引く力は仕事をしないので, カ学的エネルギー保存則が成りたつ。 おもり の質量をm [kg]とおいて式を立てる。 つる巻きばね(ばね定数 20N/m)の一端に質量 0.20kg の物体をつけ,他端を壁に固定してなめらかな水平面上 に置く。 (1) 物体を引いてばねを0.10m伸ばした。物体の弾性 カによる位置エネルギーは何Jか。 (2) 静かに手をはなしてばねの長さが自然の長さにもどったときの物体の速さは何m/s 自然の長さ m 解(1) 0.10J (2) 1.0m/s 0.10 m か。

物理基礎　高1 途中式を教えてください

図のように小球が点Aから静かに出発し, なめら かな曲面上をA→B→Cとすべるとする。 このとき 小球が点Bと点Cを通過するときの速さ DB(m/s), 9. AQ 2.50 m |2.10- Uc[m/s) を求めよ。重力加速度の大きさを9.8m/s? とする。 解 B=7.0 m/s, vc=2.8m/s B ヒント 小球が面から受ける垂直抗力は仕事をしないので, 力学的エネルギー保存則 成りたつ。小球の質量をm [kg] とおいて式を立てる。