交流の発生についてです。キの誘導電流の向きがわからないです。教えて頂けると有難いです。

(3) I はAか 297. 交流の発生 次の文中の を正しく埋めよ。 図のように, 磁束密度B[T〕 の一様な磁場の中で1回巻 きの長方形のコイル ABCD (AB=α〔m〕, BC=6〔m]) を, 磁場の方向に垂直でADとBCの中点を通る中心軸 00′ の まわりに、一定の角速度 [rad/s] でO側から見て時計回り に回転させる。コイルの抵抗はR[Ω] であり、その自己インダクタンスは無視する。 ADが図のように磁場の方向と角度wt [rad] (0<wt<号) をなす位置にきたとき、コ イルを貫く磁束はア〔Wb] である。このとき ABとCDは速さイ 〔m/s] で 等速円運動をしており,磁場に垂直な方向にはウ 〔m/s] の速さで動いているので, 磁場の方向から見たコイルの面積が増加する。 それにつれて, コイルを貫く磁束が増加 ] し,その変化率はエ [Wb/s] である。したがって、コイルには大きさオ [V] の誘導起電力が生じ,カ [A]の誘導電流 の向きに流れる。 2 A a 例題 62 B wt D C B る) J² πf

この問題の一番の問題なんですけど、私はノートのように解いたのですがなぜこう解いてはダメなのでしょうか？答えはAの気体の状態方程式を立てておしまいでした。 何回考えても分からないので教えてください！

発展問題 321. 仕切られた円筒容器■ 底面積 S[m²] の円筒容器が鉛直に立てられ, 質量 M〔kg〕 外気温 B To 壁 A To ヒント 321 (2) 位置エネルギーの減少分が内部エネルギーの増加分となる。 1 L の熱を通す壁で部屋A,Bに仕切られてい る。はじめ,上下面からの距離がともにL [m]となる位置で壁を固定し,各部屋に1 mol の単原子分子の理想気体を閉じこめる 底面積 S とともに外気温と同じ温度 T [K] となっ図1 図2 断熱材 た(図1)。気体定数をR [J/ (mol・K)〕 重力加速度の大きさをg〔m/s²〕とする。 (1) 部屋Aの気体の圧力は何Paか。 次に,図2のように, 容器を断熱材で囲んだのち, 壁の固定を外してなめらかに移動 できるようにしたところ, 壁は,もとの位置から 4L 〔m〕 だけゆっくりと移動した位置で 静止した。 このとき, 部屋A,Bの気体の温度がともに To +4T [K]となった。 (2) 4T〔K〕を.M. R. g, 4L を用いて表せ。 (11. 山口大改) 例題26) ← B To L To+4T A L+AL T+4T L-AL

なぜ熱量は正の値しか使わないのですか？ それに対して仕事はなぜ全て足し合わせられるのですか？

基本例題 48 気体の状態変化 1molの単原子分子理想気体を容器の中に封入し,圧力 p と体積Vを図のA→B→C→Aの順序でゆっくり変化さ せた。 C→Aは温度 T の等温変化であり, その際気体は3 外部へ熱量Q を放出した。 次の量を, T. Qo, および, 気 体定数Rのうち必要なものを用いて表せ。 また,問いに答 えよ。 (1) 状態Bの温度 TB 0 Vo (2) A→B の過程で気体が外部にした仕事 WAB と気体が吸収した熱量 QAB (3) B→Cの過程で気体が外部にした仕事 WBC と気体が吸収した熱量QBc (4) C→Aの過程で気体が外部にした仕事 Wca 問 Q=1.1RT のとき, 1サイクルの熱効率eを有効数字2桁で求めよ。 258 解説動画 Po A 池口 B C 3V V

物理の静止摩擦力と動摩擦力の範囲です 答え見ても分からないので解説お願いします🙏

また され、 れる。 を n g Point! 鉛直方向, 水平方向について,運動方 程式 (またはつりあいの式) を立てる。 摩擦力 は、 動きだす瞬間は最大摩擦力, 動いていると きは動摩擦力となる。 圏 (1) 物体にはたらく力は図a のようになる。 鉛直方向, 水平方向についての力の つりあいより 48. TIFF 鉛直方向 N-mg=0......① 水平方向 T-Fo=0 .....2 すべりだす瞬間, F は最大摩擦力になるので Fo=2μN ①~③式より T=Fo=2μmg [N] (2) 物体にはたらく力は図6のように なる 鉛直方向について力のつりあいより N-mg=0 Fo=2μN ma=4μmg-μmg よって α=3μg [m/s2] よって N=mg 動摩擦力「μ'N」 はμmg となる。 水平方向について, 運動方程式を立てると 18. μmg N mg 図 a Na tatt N Img 図 b 引く力 T=4μmg ・③ の運動 くた

（3）答えは mkd/m+M なんですけど、解き方見せてくれませんか🙇🏻‍♀️

148 重なった2物体の単振動 図のように ばね定 数kのばねのつながった質量Mの平らな台がなめら かな水平面上にあり、台の上には質量mの物体が置 かれている。 ばねの他端は壁に固定されており、台を 水平に振動させることができる。 台を水平に引っ張り ばねが自然の長さからだけ 伸びたところで台を静かにはなしたところ, 物体は台の上ですべることなく,台と一体 となって振動した。台と物体の間の静止摩擦係数を重力加速度の大きさをgとする。 (1) この振動の周期を求めよ。 (2) 水平面に対する台の速さの最大値を求めよ。 ③3 振動中にばねの伸びがdとなった瞬間の, 物体にはたらく摩擦力の大きさを求めよ。 (4) 振動中に小物体が台の上ですべらないためのdの最大値を求めよ。 小物体 台 m k M $000

直線的な地形とは何ですか？

（4）です、 どうして絶対値を外すことができのかわかりません、 この状態で振動数の大小ってわかるんですか？

出題パターン 観測者 0, 振動数fの音を出す音 源 S, 反射板Rが図のように一直線音 上に並んでいる。 音速をc とする ここでRとOが静止し, Sが正の方 向に速さ”で動くときは、親の下での (1) 直接音の振動数 (2) 反射音の振動数 2 (3) 反射音の波長 入 RSO HOÁÓ 2 (4) 直接音と反射音によって生じるうなりの振動数はいくらか。 ただし,風 はないものとする。の伝わ ア:(波長)圧縮f= (分母小さく ) 解答のポイント! うなりの振動数 (1秒に何回うなるか) = 2つの振動数の差 解法 (1) (2)図 15-6のように, 音が伝わるよ うすを図示する。 ここでドップラー効果 が起こるのは図15-6では動く音源の音 の発射時のアとイで,アでは音源が前方 りの音の波長を「ギュッ」と圧縮し、で は後方の音の波長を 「ベローン」と引き 伸ばしている。 C f₂ f h2=- 48 振動数・波長 ・ うなり c+v = C- 音速 C f₂= c+vf cf C-v 静止 U ドップラー効果の式の立て方より、 ジ GUIDARTHOFOR-0450 08 GUD: c+v 1-2 (S) (1) steiadk ア直接音 V イ:(波長)引き伸ばした JIMS): (分母大きく) HIST (3) 引き伸ばされた反射音の波長については,すでにたとcとで2get! して いるので波の基本式より) 550 容 2 反射音 15-6 (4) 図 15-6 で観測者 いるので,うなりを観測する。 うなりの振動数は犬との差で, 7 (+9) TV- 2cvf cf_ f-fl=-=- まず何よりも先に振動数を計算しておいて, そ の後に波の基本式で波長を計算するのがコツ! t₂ 静止 というわずかに振動数の異なる音を同時に聞いて A till STAGE 15 ドップラー効果 165

(2)で写真二枚目の5行目の式 Ry1'＝(Mcosθ/2w)×｛g(w+h tanθ )－(vcθ^2(h－wtanθ))}＝0 があると思うのですが、その直前で「P1を中心として反時計回りに転覆しないためには、重心がP1より右側になければならない。よって、w－h ta... 続きを読む

Chapter 1 力学 Section 1 力と運動 例題 10 等速円運動 ② 図1はレールに乗っている列車を正面から見た 図である。 レールの幅は2w であり, 列車の質量は Mである。 列車の重心Gは、レール間の中心線上 で、レールと車輪の接触点から高さんの位置にあ る。 空気の抵抗や摩擦力などは無視できるものと して、以下の問いに答えなさい。 (1) この列車が,たいらな地面に水平に敷かれた 円形の曲線路を、一定の速さで通過している。 (A) 重力加速度をg, 列車に作用する慣性力を Fとして, 曲線路の内側のレールから列車 が受ける垂直抗力 R1 と, 外側のレールか ら列車が受ける垂直抗力 R-2 を、 それぞれ M, w, g, F, h を使って表しなさい。 図2 (B) 曲線路の半径を , 列車の速さを”として, 慣性力F を M, r, o を使って表しなさい。 ただし,rはレール 幅 2w に較べて十分に大きいものとする。 (C) 列車の速さが大きくなると, R, が減少し,やがて列車は転覆する。 この場合の限界の速さve を wr, g, hを使って表しなさい。 (2) 曲線路では, 列車の安定を増すために、 通常, 曲線路の外側のレー ルを少し高くしている。 図2に示すように, 線路が角度日の傾きを つけて敷かれているとして, 列車が転覆する限界の速さve を w, r, g,h, θ を使って表しなさい。 (三重大) w wo 200 考え方の キホン to 10 I (1) (A)右図のように、車輪とレールとの接点をそれぞれ P1, P2 とし, 車輪がレールから受ける抗力の水平成 分をそれぞれぃたとする。 鉛直方向の力のつりあ いより I 1 円運動の問題では,中心方向外向きの慣性力すなわち遠心力を考慮 すると, 有効な場合が多い。 例えば、人工衛星の中で宇宙飛行士が ふわふわ浮いて見えるのは, 人工衛星から見て, 宇宙飛行士に働く地球の万有引 力と遠心力がつりあうからである。 この問題でも、列車から見た遠心力を考慮す ると, 剛体のつりあいの問題として扱うことができる。 なお、遠心力をむやみに軽んじてはいけない。 現代の物理学では,遠心力 ( 般には、慣性力)といわゆる実在の力 (この場合は, 向心力)とは、同等である I とみなす。 (2)までは、外側のレールは高くしてない。 1 R1+R2-Mg=0… ① P2 のまわりの力のモーメントのつりあいより Mgxw-R1 ×2w-Fxh=0 ② 〔注〕 P1 のまわり: R12×2ω-Mgxw-Fxh= 0 ③ ①② (あるいは, ①, ③ あるいは, ②③ より -Mg- R₁₁ = h R2= g+. 〔注〕この場合の向心力はf+fである。 水平方向の 力のつりあいより、 S 2w (B) 円運動の加速度は2/rだからF=Mv²/r (C) (A)からわかるように, R2は常に正である。 (B)も用いて h Mv² :. R₁₁=Mg-20 =0 :: Vc= F fi+f₂=F=Mv² /r (2) 右図のように車輪がレールから受ける抗力の斜面に垂 直な成分をそれぞれRai', R2' とし、斜面に平行な成分を それぞれだとする。 斜面に垂直な方向の力のつりあ いより P回りの モーメント Mo -F R入 Mcose {g(w+htand)- 2w fr Vo² r rwg h R₂₁ Ra Mg Ri'+R,a'′-Mgcos0-(Mus/r)sin6=0・・・・・・・・ ④ PT P3 Or MY K P2 のまわりの力のモーメントのつりあいより下 Mgx(w+htane)cos-Ra'x2w_(Mu²/r)x(h-wtand) cos0=0 BA w ....... 5 Mg x (cose+ htang.cosa) Pr カ 〔注〕 Pi: Ri' ×20-Mgx(whtand)cos0 (Mur) x(h+wtand)cosB = 0.⑥ ④,⑤ (あるいは、④⑥ あるいは, ⑤⑥ より 列車 の動き Mer x (hcoso-tutanocuse) (h-wtan6 tan 0)} B 10 1-1 力と運動 47

(2)の解答が解き直しの時になんとなくわかったような気がするのですが、あまり納得できていないので、1から教えて欲しいです🙇‍♀️ お願いします🙏 解答はd=0.10[m]

7 Uさんはこれまでの学習内容を実験で確かめてみようと思い、以下の実験を行った。 図1のように、なめらかな水平面上に2つの台となめらかな斜面を固定した。右側の斜面上に台車を 置いて静かにはなしたところ、台車は斜面を下った後に水平面上を運動した。 また水平面上を運動し た台車は、その後左側の斜面を上り、最高点に達した。この様子を1秒間に50打点打つ記録タイ マーでテープに記録した。 一連の運動を表1のように、 区間1~区間3の3つの区間に分けて考える。 ただし2つの斜面と水平面はなめらかに接続されているとし、台車の運動方向を加速度、および速度 の正の向きとする。また静かにはなした瞬間の時刻を0秒として、以下の問いに答えよ。 記録タイマー 台車 台 記録テープの長さ 区間 区間1 区間2 区間3 (a) 5打点ごとの記録テープ 図1 実験の様子 台車の運動の様子 右側の斜面上を加速度 4.0m/s2の等加速度直線運動している区間 水平面上を等速直線運動している区間 左側の斜面上を加速度 -4.0m/s2の等加速度直線運動している区間 表1 台車の運動の様子 O (1) 図2は記録テープを5打点ごとに切り、各区間ごとに記録した順に左から並べたもの(以下、グラフと ~③のうちからそれぞれ1つ いう)である。各区間のグラフとして最も適当なものを以下の選択肢 ① ずつ選べ。 3 36 . 記録テープの長さ . . 5打点ごとの記録テープ ☆ (2) 図2 ①中の記録テープ(a)の長さd [m〕 (図中の) を求めよ。 ☆ (③) 時刻 0.20秒から0.40 秒までの平均の速度v[m/s] を求めよ。 ☆ (4) 区間の距離 x [m] を求めよ。 ② 図2 各区間ごとの記録テープのグラフ 0.25. 1,00 物理A 2枚目 記録テープの長さ 台 4m/m 0.18 0.64-0.16 0.4 -0.2 5打点ごとの記録テープ (3 5打点 記録 テープ 0.48 0.2 0.01 lo 2.4 -0. 0 0.6

(シ)で直列(問題の図4)と並列(問題の図5)の時のコンデンサーに蓄えるエネルギーを比較しているのですが(シ)の解説で0＜ω^2LC＜2の時とあるのですがどうしてこの範囲になるのか分かりません。 ω^2LCが2より大きい値を取った時は考えないのでしょうか？ 出典:難問題の... 続きを読む

Chapter 1 電磁気 Section 4 交流と荷電粒子の運動 192 例題 35 交流回路② 以下の空欄(ア)~(シ)にあてはまる式または語句を解答用紙の該当す る欄に記入せよ。 また, 空欄(a), (b)にあてはまる答えを図3から選び、 その番号を解答用紙の該当する欄に記入せよ。 る。したがって、同じ電圧振幅 V を発生する交流電源に接続するとき, コンデンサーが蓄えるエネルギーの最大値は直列接続の場合( [J] であり, 並列接続の場合(ク) 〔J〕 である。 また, コイルが蓄え るエネルギーの最大値は、 直列接続の場合は) [J] であり,並列 接続の場合は) [J] である。 並列接続の場合, コンデンサーが蓄 えるエネルギーの最大値とコイルが蓄えるエネルギーの最大値が等 しくなるのはω=)〔rad/s〕のときである。 コンデンサーから放射される電磁波の強さは, コンデンサーが蓄積 するエネルギーに比例するとしよう。 交流電圧源の電圧振幅 Vo を一 として、交流電圧の角振動数を変えて電磁波の放射エネルギーを大 きくしようとするとき, コイルとコンデンサーの直列接続と並列接続 とを比較するとシン) 接続のほうがより強く電磁波を放射すると考 えられる。 図1に示すように, 電気容量がC〔F〕] のコンデンサーを角振動数ω [ rad/s ] の交流電圧を発生する電圧源に接続する。 回路には時間を [s] として,図2に示すようなIo cos wt 〔A〕 の交流電流が図1の矢印の 向きを正として流れる。 t=0s でコンデンサーの電圧は0Vで,コンテ ンサーの蓄える電荷はOCであった。 交流電流が流れることによって 時刻に図1のコンデンサー上側の極板が蓄える電荷は) [C]で あり、コンデンサー両端の電圧は() [V] である。この交流電圧 はコンデンサーの極板間に,時間的に変動する電界を作る。 変動する電界付近には, 変動する磁界が発生する。 図2の0<t< / 200の間では,コンデンサーの極板間の電界の向きは図3の(a) の向きである。この向きの電界の時間変化率は0<t < π/20 の間で正 であり、この間に変動する電界は、コンデンサーの上側極板に流れ込 む電流が,そのままコンデンサーの極板間を流れるものと考えた場合 に発生する磁界と,同じ向きに磁界を発生する。 したがって,0<t <π/20の間にコンデンサー周囲に発生する磁界は図3(b)の向 きである。 この磁界の周りには、変動する電界がさらに発生する。 こ うして、コンデンサーの周りには、次々と変動する磁界と電界が発生 し、周りの空間に伝えられる。 これが電磁波である。 光の速さをc[m/ s] とすると,このコンデンサーから放射された電磁波の波長は(ウ) [m〕 と計算される。 コンデンサーから電磁波を発生させるとき, コンデンサーとコイル を接続した回路がよく用いられる。 電気容量C [F] のコンデンサーと 自己インダクタンスL [H] のコイルを,図4のように直列接続する場 合と,図5のように並列接続する場合を比較しよう。図4の直列回路 I cos at 〔A〕 の交流電流が流れるとき, 電圧源が発生する電圧の振 幅は国〔V〕である。 一方, 図5の並列回路のコイルとコンデンサー Vosin at 〔V〕 の電圧を加える場合には, コンデンサーに流れる電流 の振幅は(オ) [A], コイルに流れる電流の振幅はカ) [A] であ 図 1 考え方の キホン 電流 415 図4 電流 [A] Io 0 -10 2ω ② 3 w2w 図2 図5 2x 時間 t(s) コンデンサー -0 電流 図3 (同志社大) 交流で電圧や電流を求める場合、 普通は,振幅(最大値) と位相を 別々に処理すればよい。 振幅はオームの法則から求め、位相はπ/2 だけ進むとか遅れるとかを判断し, cot+π/2とかwt-π/2とかとすればよい。ただ この問題では、設問の順序からみて、 微分や積分を用いて解答するのが、出題者 の意図であろう。 1-4 交流と荷電粒子の運動 電磁気 193