Question

みいね

中3物理　(ア) 解説を見て相似を使うということはわかったのですが、なぜｃ分のb Wになるのかわかりせん。教えてください。

問3 電流が磁界から受ける力を調べるために,次のような実験を行った。 これらの実験とその結果に
ついて,あとの各問いに答えなさい。 ただし, 抵抗器を除くすべての部品の電気抵抗, 金属レール
とアルミニウム製のパイプ(以下, パイプと呼ぶ)との間の摩擦は考えないものとし, 電流が磁界
から受ける力は金属レールと平行な方向にかかるものとする。
〔実験1] 図1のように, 平らな木の板の上に2本の金属レールを平行に置き、その間にU字型磁石
を置いた。 金属レールの上にパイプをのせ、金属レールと直流の電源装置, スイッチ, 抵抗器
を導線でつないで回路とし,水平な台の上に置いた。 スイッチを入れると回路に電流が流れ,
パイプがB側に動いた。
〔実験2〕 図2のように,図1の金属レールをB側が高くなるよう木片を用いて傾けた。 スイッチを
>
電圧をある大きさにしたときにパイプが金属レール上で静止した。
入れて電源装置を調整し、
電源装置
アルミニウム製のパイプ
アルミニウム製のパイプU字型磁石
スイッチ
金属レール
U字型磁石
導線
導線
S
金属レール
B側
抵抗器
A側
B側
A側
-木の板
木の板
-木片
図 1
図2
〔実験 2]において, パイプが金属レール上で静止するときにパイプ
が磁界から受ける力の大きさを, 文字を使った式で書きなさい。 ただし,
パイプにはたらく重力の大きさは W 〔N〕, 図2の金属レールの傾きと同
じ角度をもつ直角三角形の三辺の長さの比は図3の a, b, c とする。
〔実験 2〕において, 金属レールの傾きを、図4のよう
に同じ角
相似
b
a
金属レール
導線

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

ととろ

Wの斜面方向の分力をXとすると
相似からWが直角三角形の斜辺c、
Xが斜面の高さbに対応することから
W:c=X:b
ここから X=W×b/c となります

みいね

この問題で磁界から受ける力の大きさは斜面に平行な分力と同じ大きさですか？静止するということはパイプを動かす斜面に平行な分力と等しいということですよね、、？

ととろ

U字磁石の磁界は斜面に垂直→力は斜面に平行