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Science Junior High

この滑車の問題おしえてください。 動滑車があるから力は2分の1 倍  距離は2倍 になるとおもって16センチのところでグラフが変わらなくなると思いました。 なぜ答えが下の図になるのか教えて欲しいです

4 おもりを持ち上げたときの滑車のはたらきについて調べるため、 次の 〔実験1] から [実験3] までを行った。 ただし、ばねばかり 滑車及び糸の質量は無視できるものとし, 滑車に摩擦力ははたらかないも のとする。 [実験 1] ① 図1のように,スタンドに定規を固定し, ばねばかりに糸のついたおもりを取り付けた。 ② 糸にたるみがなく, ばねばかりの示す力の 大きさがONとなる位置から, ゆっくりと一 定の速さでばねばかりを24.0cm真上に引いた。 このとき, ばねばかりを引いた距離とばねば かりの示す力の大きさとの関係を調べた。 図 1 ばねばかり |定規 糸 スタンド 床 おもり おもりの 高さ 図2は, [実験1] の②の 結果について, 横軸にばね ばかりを引いた距離 [cm] 図215.0 を縦軸にばねばかりの示 す力の大きさ [N] をとり、 その関係をグラフに表した ものである。 力の大きさ 10.0 さ5.0 [N] [実験2] [実験3] 0 4.0 8.0 12.0 16.0 ばねばかりを引いた距離 [cm] ① スタンド, 定規、動滑車, 定滑車,糸, ばねばかりと 〔実験1] で用いたおもりを 用いて, 図3のような装置をつくった。 ② 糸にたるみがなく, ばねばかりの示すカ の大きさがONとなる位置から, ゆっくり と一定の速さでばねばかりを24.0cm水平に 引いた。 このとき, ばねばかりを引いた距 離とばねばかりの示す力の大きさとの関係 を調べた。 ① 図4のように,2つの動滑車を棒で固定 し, 棒にフックを取り付けた。 なお,棒と フックの質量は無視できるものとする。 ② スタンド, 定規, 定滑車, 糸, ばねばか り、図4の動滑車, 〔実験1]で用いたおも りを用いて, 図5のような装置をつくった。 ③ 糸にたるみがなく, ばねばかりの示すカ の大きさがONとなる位置から, ゆっくり と一定の速さでばねばかりを24.0cm水平に 引いた。このとき, ばねばかりを引いた距離 と床からのおもりの高さとの関係を調べた。 なお、2つの動滑車を固定した棒は常に 水平を保ちながら動くものとする。 20.0 24.0 図3 スタンド 定規 p ばねばかり 定滑車 糸 動滑車 ーおもり 床 図4 動滑車 フック 図5 スタンド 定規 定規 ばねばかり 定滑車 糸 動滑車 おもりの おもり 高さ ・床

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Physics Undergraduate

A.Bの電流がcにつくる磁場はなぜ図のようになるのか教えてください。 右ねじの法則をどう使えば図のようになるんですか?

例題43 平行電流がおよぼしあう力 図のように, 3本の平行で十分に長い直線状の導線A, B, とBに紙面の表から裏の向きに, Cには逆向きに,いずれも cを, 一辺10cmの正三角形の頂点に, 紙面に垂直に置く。 A 12.0Aの電流を流す。 真空の透磁率を4×10-7 N/A とする。 (1) A,Bの電流が,Cの位置につくる磁場の向きと強さはい くらか。 (2)導線Cの長さ 0.50mの部分が受ける, 力の向きと大きさはいくらか。 指針 (1) ねじの法則を用いて, A, B の電流がCの位置につくる磁場を図示し, それ らのベクトル和を求める。 磁場の強さは. H=I/(2πr) の式を用いて計算する。 (2) フレミングの左手の法則から力の向きを, 磁場 261 発展問題 524 10cm B ので,Ha=H, である。 合成磁場は,図の右 向きとなる。 H, HB は, I 2.0 10 H=HB= = = - [A/m〕 2лr 2×0.10 π 合成磁場の強さHは, F=1JHI の式から力の大きさを求める。H=2×Hacos30°=2x10x1 08 π =5.50A/m 5.5A/m 10/3 = π 解説 F30° 電流の大きさは等しく, Cまでの距離も等しい (1)A,Bの電流がC の位置につくる磁場 A,Bは,右ねじの 法則から、図のように なる。HA,HB は,そ れぞれ AC, BC と垂直である。また,A,Bの -HB CQ H (2) フレミングの左手の法則から, 導線Cが受 ける力の向きは,AB と垂直であり,図の上 HA 向きとなる。 力の大きさFは, AQ &B 10√3 F=μolHl=(4×10-7) x2.0x -×0.50 π =6.92×10-N 6.9×10-N

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Physics Senior High

Rは球体と四角の物体の間で生じる垂直抗力です。 (3)の解答の所で①から②を引いてaを消してるのは 同じ加速度じゃなくなったらRが消えるのでRが存在するギリギリのところで考えるためですよね?この考え方で合ってるか教えてください。

2μ'g (M+m) 178. ばねに乗った物体 解答 (1) 2mgsino k D 左 VIA, N 台C (2) Ama=k(L-x) -R-mgsin0 B:ma=R-mgsin0 (3) UR (2)(3)AとBがおよぼしあう垂直抗力は、作用・反作用の関係にあり R=0 となったとき, BはAからはなれる。 指針 (1) AとBを一体と考えて、力のつりあいの式を立てる。 解説 (1) ばねの縮みをdとする。A,Bを一体とみなすと,運動方 向に受ける力は図1のように示され, 力のつりあいの式は、 kd-2mgsin0=0 d= 2mgsin ST るん 受ける力 (2) Aが位置xにあるとき, ばねの縮みはlo-x, Aがばねから受ける弾性力はk(l-x) となる。 AR Bが受ける運動方向の力は,それぞれ図2のよう に示される。これから,運動方程式を立てると A:ma=k(l-x)-R-mgsin 0 B:ma=R-mgsino mgsino_ 2mg sin 0 asing 0 0002mg 大日 ak(lo-x) ・・・① 0 mg O ...2 【Aに着目】 (3) BがAからはなれるのは, R=0 となる位置である。 式①一式 ②か ら αを消去してRについて整理すると, 0=k(Z-x)-2R R= k(lo-x) 2 この式から,x=1のとき, R=0 となることがわかる。 したがって, BがAからはなれるのは, ばねが自然の長さのときである。 kd mgsin a. R x mg 0 【Bに着目】 ばねが自然の長 も短いとき,Aは 向きの弾性力を受 自然の長さよりも き, 下向きの弾性 ける。

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