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Physics Senior High

赤い丸で囲んだところはは、Aの位置エネルギーですか?Bの位置エネルギーですか?教えてください!

42 電磁気 1 静電気保存則 11 静電気保存則 43 +Q [C] を帯びた質量 M [kg] の粒子 Bがx軸 上の点Pに静止している。 また,+q 〔C〕 を帯びた質 M.Q m.g A No B →x P 量m 〔kg〕 の粒子 A が最初, B から十分離れた位置にあり,x軸上正の 方向に速度vo [m/s] で動いている。 クーロン定数をk [N·m2/C2] と し,重力や粒子の大きさは無視できるものとする。 *ず,粒子Bが点Pに固定されている場合について, [1) AB間の距離の最小値 ro 〔m〕 を求めよ。 (2) AB間の距離が2ro 〔m] のときのAの速さv [m/s] を求めよ。 (3)Aの加速度の大きさの最大値 amnx 〔m/s2] を求めよ。 次に,粒子Bがx軸上を自由に動ける場合について, (4). AがBに最も近づいたときの, Aの速度u [m/s] を求めよ。 ま た AB間の距離 1 [m] を求めよ。 (5)その後AとBは互いに反発し遠ざかる。 十分に時間がたった後 のAの速度v [m/s] を求めよ。 LECTURE (1) 無限遠点での位置エネルギーはU=g×0=0 で AB間の距離がrの とき U = qr kQ と表されるから、力学的エネルギー保存則より 12mu2+0=0+ kgQ 2kgQ .. Yo= ro mvo2 (2)前問と同様に 11/23m²+0=1/12/31 kqQ -mv² + 270 1 = A (3) 加速度が最大となるのは, 静電気力が最大になると きで, AがBに最も近づいたときだから mamax=k- = k 9Q ro2 kqQ Cmax= mvo mro4kgQ (4) 最接近のときの相対速度は0で AとBの速度 は等しくなるから, 運動量保存則より v= 72 加速度のこと は力に聞け! 止まったし mv=mu+ Mu m . u = Vo + m+M 物体系についての力学的エネルギー保存則より nv= 11/21m² 120m² +12/2/21 (岡山大) 71 Bから見れば 上で求めたuを代入して n= mMvo2 2kgQ(m+M) AAはUターン kqQ r Level (1)~(3)★ (4),(5)★ Point & Hint (1) (2) 力学的エネルギー保存則を用いる。 位置エネルギーUはU=gV と, kQ V= からつくり出す。 r (3) 加速度といえば, — 運動方程式 ma=F を思い出したい。 (4) 物体系に働く外力がないから…。 最接近のとき, Bから見てAは一瞬止まる から…。 AB間の距離については,A・B 全体について (物体系について) 力学 的エネルギー保存則を用いる。 位置エネルギーの形は前半と変わらない。 (5)2つの保存則の連立。 A と B は十分離れるので位置エネルギーは0としてよ い。 位置エネルギー U= はAとB 全体でつくり出したもので, 1, 2)では Bが固定されているためAだけで使えたのである。 力学でいえば. AとBがばね で結ばれているときの弾性エネルギーの扱いに似てい (5)Bの速度をひB とすると, 運動量保存則より 力学的エネルギー保存則より mv=mvs+M ... ① 11/23m²=1/21mv^2+1/2v…② ①,②よりv を消去すると V₁ = m-M m+Mvo という の正負はとMの大小関係で決まる。 なお,計算からは 解も出るが,Aは静電気力で減速されているので不適 (初めの状態に対応)。 別解 弾性衝突とみなしてもよい。 反発係数 e=1 だから ひA-VB=-1× (v-0) ......③ ①と③の連立で解くと早い。

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Mathematics Junior High

解説の丸で囲まれているところはなぜこうなりますか?

-x(cm) だから, PB を1辺とする正方形の面積は, (6-x)=x-12x+36(cm²) ① ② より AP を1辺とする正方形の面積と PB を 1辺とする正方形の面積の和は、 x+x12x+36 =2x-12x+36 PC=AC-AP=3x (cm) だから. PCを1辺とする正方形の面積は、 (3-x)=x²-6æ+9cm²) CB を1辺とする正方形の面積は、 3=9(cm³) (a. c) (5, 1), (6, 2), (7, 3), (8. 4). (9. 5) の5通り。 なぜ? =5c=1のとき、 b=2,3,4の3通り 同様にして, (a,c)=(62)(73) (84),(9.5) 2 の場合についてももの値は3通りずつある。 3 {P.27} ......④ ....5 ④ ⑤ より PCを1辺とする正方形の面積と CB を 1辺とする正方形の面積の和の2倍は、 (x²-6x+9+9) ×2 =2x-12x+36 ......6 ③ ⑥ より APを1辺とする正方形の面積と PB を 1辺とする正方形の面積の和は, PCを1 辺とする正方形の面積とCBを1辺とする正方形 の面積の和の2倍に等しくなる。 6 17, 28, 39 よって、3個の数字の選び方は、 3×5=15 (通り) 5 1(1)-36a²+4ab (3) x²+9x+20 式の展開 (2) 3y-4 (5) 9x²-6xy+y (4) 4cc²+xy+g (6) a-9 (3)~(6)は, 乗法公式を利用して展開する。 (1) (9a-b)x(-4a) =9ax(-4a)-bx(-4a)=-36a²+4ab (2) (-6xy+8xy)+(-2xy) =- _68 -2xy -2xy 3 1 1 =+- 4 1 1 xxxxxxx=3g-4 XXX XXX =x+9x+20 (3)(x+5)(x+4)=x²+(5+4)x+5×4 解説の十の位の数を x, 一の位の数を ただし, xは1から9までの整数 までの整数とする。 とする。 (4) (2x+y^2=(2x)'+2xy×2x+y は0から9 =4x²+4xy+gf (5) (3x-g)=(3)²-2xy×3x+y =9x²-6xy+y (6) (a+3) (a-3)=α-3=d-9 (2) x²-x+1 2 (1) x²-12y (3) -8x+9 (4) 6a+25 P24 25 b= m=10x+y, n=x+y と表せるから, 11n-2m=11(x+y)-2(10x+y) =11x+11y-20x-2y=-9x+9y=9(-x+y) よって, 11n-2mは9の倍数である。 また, 50 11n-2m60 だから, 11n-2m=54 よって, 9-x+y)=54,-x+y=6 この式を満たすxyの値の組は, (x, y)=(1, 7), (2, 8), (3, 9) したがって, m=17, 28, 39 7 I 99(a-c) II 15 解説 A=100α+10b+c, B=100c+10b+αと表せるか ら. A-B=(100a+10b+c)-(100c+10b+a) =100a+10b+c-100c-10b-a=99a-99c =99(a-c) A-B=396 より, 99 (a-c) =396, a-c=4 acは1から9までの整数だから, a-c=4を満 たすα.cの値の組は, (5) -x+1 (7) 2a+10a+15 (9) 10x +32 (6) 11x-44 (8)5x+23 (10) 4 解説 まず, 乗法公式を利用して展開し、同類項をまと める。 (1)(x-3)(x+4y)-xy=x²+acy-12g-xy =x-12g/ (2)(x-2)^+3(x-1)=x-4x+4+3x-3 =x-x+1 (3) (2x-3)2-4x(x-1) =4x-12x+9-4x+4x=-8x+9 (4) (a+3)-(a+4)(a-4) =a+6a+9-(a²-16) =α²+6a+9-α+16=6a+25 12x 団イ 34 な 9 7 次の文章中のエ ]にあてはまる式を書きなさい。また,Ⅱ にあてはまる数を書 HIGH LEVEL きなさい。 1から9までの9個の数字から異なる3個の数字を選び, 3けたの整数をつくる とき,つくることができる整数のうち、1番大きい数を A, 1番小さい数をBと する。 例えば、 247 を選んだときは, A=742,B=247 となる。 A-B=396 となる3個の数字の選び方が全部で何通りあるかを次のように考 えた。選んだ3個の数字を, a, b, c (a > b >c)とするとき, A-B を abc を使って表すと、 A-B-396 となる。この式を利用することにより, なる3個の数字の選び方は、全部で Ⅱ 通りであることがわかる。

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