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Physics Senior High

1番の問題です。 tanθを求めるとこまでは分かったのですがそこからどうやって速さを求めたのかが分かりません。 教えてください

ここがポイント 156 円錐容器の内部で等速円運動している物体には,面からの垂直抗力と重力の2力がはたらいている。 この2力の合力が, 向心力のはたらきをしている。 この合力は、 水平方向で円の中心を向く。 具体的に 力を求めるには、 鉛直方向と水平方向に力を分解する。 鉛直方向は力のつりあいが成りたち, 水平方向 の分力は等速円運動の向心力となる。 解答 (1) 物体にはたらく垂直抗力をNとする。 垂直抗 力の鉛直成分と重力はつりあっているので Ncos0-mg=0 1 別解 N Ncos 6/ m 向心力人 INsin O また,水平方向の分力が向心力のはたらきをし 左向き ているので mg mg v2 r よって, 上の2式より m=Nsine 物体とともに回転する立場で 考えると, 垂直抗力と重力 sin v2 tan0= = cos gr ゆえにv=gtan (2) 周期の式 「T= 2mr」より (5) T=- 2лr √grtan r == -=2π gtan0 (3) (1) の結果より r= v2 gtan 遠心力の3力がつりあい、 体は静止しているように見 力のつりあいの式は EJNcose-mg=0 Nsino-m=0 注 r 「T=2xr を2倍にしたとき、 1/2倍としてはならない これより,速さを2倍にすると軌道の半径 よって(2)の結果より, rを4倍にすると周期 は4倍になる。 は2倍になる。 を変えると の値も変 ることに注意する。

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Science Junior High

(1)(3)の解説をして頂きたいです。 答え (1)ア (3)図3:同じ 図4:逆

7モーターについて調べるために,次の実験を行った。 これについて、あと の問いに答えなさい。 実験 図1のように,エナメル線を巻 図1 [栃木] 得点UP! りょうたん いてコイルをつくり,両端部分はまっ Q の すぐ伸ばして,P側のエナメルは完全 に, Q側のエナメルは半分だけをはが した。 このコイルをクリップでつくっ エナメルを 半分はがす エナメルを 完全にはがす じくう 2018 た軸受けにのせて, なめらかに回転することを確認してから、コイルの下 にN極を上にして磁石を置きモーターを製作した。 これを図2のような回 路につないで電流を流した。 回路のAB間には,電流の向きを調べるため LED を接続して,この部分を電流がAからBの向きに流れるときに赤色が, BからAの向きに流れるときに青色が点灯するようにした。 また,コイル は 10 回転するのにちょうど4秒かかっていた。 図2 125 クリップで つくった Q 軸受け スイッチ電池 B 500 青色LED N極 A 赤色LED I 8.0 オ100 下面はS極- 磁石 回転の向き 1000 ¥2000 t 実験 II コイルの下にあった磁石を, 図3 図4 図3や図4のように位置や向きを変 え、それぞれの場合についてコイル が回転する向きを調べた。 N TEVER Q Q. 101 P 10+ P (1) 実験において、 2つのLEDのようすを説明する文として,最も適切な (1) LED は,電流 ものはどれか。 次のア~エの中から選び, 記号で答えなさい。 [ てんめつ ア 赤色のみ点滅し, 青色は点灯しない。 イ赤色は点灯せず, 青色のみ点滅する。 ウ 赤色と青色が同時に点滅する。 こうご エ 赤色と青色が交互に点滅する。 ] が正しい向きに流れ るときだけ光る。 (2) 実験において, 1分間あたりのコイルの回転数を求めよ。 [ ] (3) 実験II で,図3や図4のように磁石を置いたとき, コイルが回転する向き は、実験のときに対してそれぞれどうなるか。 「同じ」 または 「逆」の どちらかの語で答えなさい。 図3[ (3) コイルが回転する 向きは、磁界の向き ] 図4 [ に影響される。 ]

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