この問題の解説を見ても分かりませんでした 水平方向、鉛直方向の式の立て方がわからないです

10 15 20 125 例題 6 3つの力のつりあい 図のように、 重さ 5.0Nの物体が、2本の糸A, Bにつなが れて静止している。 糸Aは水平から30°上向きに,糸Bは 水平に張られている。 このとき, 糸A,Bの張力の大きさ は何か。 指針 小球には,重力と, 糸A, Bの張力がはたらく。 これらの力を水平方向と鉛直方向に分解し,各方向にお いて力のつりあいの式を立てる。 解 糸A, Bの張力の大きさをそれぞれ TA〔N〕, TB 〔N〕 とする。 水平方向と鉛直方向のそれぞれの力のつり あいから, 水平方向: TB-TACOS 30°= 0 ….① 鉛直方向: Tasin30°-5.0=0... ② 5.0 5.0 sin 30° 1/2 式 ②から, TA= これを式①に代入して, =10N 1.73 TB=TACOS30°=10×- 2 2 別解 右図に示す直角三角形の辺の長さの比を用いても 同様に計算することができる。 5.0: TA = 1:2 TA = 5.0×2=10N 5.0:Tb=1:√3 TB=5.0√3=8.65N =10x = 8.65N 8.7N 8.7 N TA TACOS 30° 15.0N 類題 6 一端を壁に固定した長さ 0.50m の糸Aに, 重さ 12N の物体をつる 020m H+ ti 糸 A 30% 30% 60° 15.0N V VA ① TA Sin 30° 重力 5.0N 糸 B 2 30° TB √√3 0.50 m. TB X

この問題の答えのWx＝½Wのような式は公式に当てはめてできた式なのでしょうか。なんの式なのかがわかりません。垂直抗力求め方もわかりません。重力加速度使わないのですか。

54 静止摩擦力教 p.62~63 重さWの物体P をのせた長さ2mの 3,0cm, 板 AB をゆっくりと傾けていったとこ ろ板 AB の傾きが図のようになった とき物体はすべりだした。 CHERY (1) このとき, 板から物体にはたらく 垂直抗力の大きさ N [N] を求めよ。 (2) 物体と板の面との間の静止摩擦係数μ を求めよ。 WEE A 2m P 大B 1m C

電磁誘導がわからないです。 疑問①(3)で電流×eは仕事になる理由が分かりません。 ②(4)で何故少し上昇した後に落下を初めてしばらくすると一定の速さになるのか分からないです。

170 第4編・電気と磁気 a R b S₁ 291. 磁場の中での導体棒の運動図のように, 内部抵抗の 無視できる起電力Eの電池, 抵抗値Rの抵抗およびスイッチから なる回路がある。回路内のabとcd は間隔だけ離れて鉛直方 向に立てられ,それに接した長さ 質量mの導体棒Aが水平に 配置されている。Aは鉛直方向のみに, ab, cd に接しながらな めらかに動くようになっている。 また, 磁束密度Bの一様な磁場 (磁界)が回路に垂直に、紙面の裏から表の向きに加えられている。 重力加速度の大きさをg とし 回路内の導体の抵抗は無視する。 (1) Aを支えたままスイッチを S, に入れた。 その後, 支えをとると, Aは鉛直上向きへ BO E S2 鉛直 上向き d 動きだした。 速さがvのときの電流 I を求めよ。 (2) しばらくすると一定の速さになった。 この速さを求めよ。 (3) このとき,単位時間に、電池がする仕事 W, 抵抗で発生するジュール熱 Q, Aが得 る重力による位置エネルギーUを,それぞれ求めよ。 また, W, Q, U の間に成りた つ関係式を求めよ。 (4) Aが一定の速さになった後, スイッチを2に入れたところ, Aは少し上昇した後に 落下を始め, しばらくすると一定の速さになった。この速さを求めよ。 -285

(2)について質問です。 解説ではcf間に流れる電流をiと置いていますが、acfhでは時計回り、cdef間でも時計回りで電流が流れるのならcf間に流れる電流がc→fとf→cで互いに打ち消しあい、電流は０にならないのですか？解説お願いします

チェック問題 5 時間変化する磁場 図のようにそれぞれの端子の間の 長さ1, 抵抗値Rの9本の抵抗で長 方形の回路abcdefgh をつくり, 水平 面上に置く。 全体に鉛直上向きの磁場をかけ, そ の磁束密度Bをグラフのように時間変 化させたとき (1) 回路 cfhac, 回路 cdefc に発生す る誘導起電力をそれぞれ求めよ。 (2) 辺 cf に流れる電流 (c→f の向きが正) を求めよ。 解説 (1) 〈電磁誘導の解法起電力>で解く。 起 どうやって起電力を求めるかい? たしかにそうだね。 そ こで本問のように,棒が動 かず 磁束密度Bだけが 時間変化する場合には《電 磁誘導の法則》(p.226) しか 使えないね。 図 aで回路の cfhaccdefc をそれぞれ 回路 回路 とよぶ｡ イの面積はそれぞれ a h a ア えーと､棒が動いて「プチプチ」 と磁束線を切るわけじゃ ないから、 「ローレンツ力電池」は使えないし･･････ (I-i) 3R ア B〔T〕 B₁ Ⅰ イヤ ! ◎増 OB OB I.5Rc ⑧妨H 妨 Ⅰ TH V₁ 横 12分 コー 2 f I-i iR 1 図 a ・t[s〕 V₁ イヤ! 増 妨H 妨 Ⅰ CD

(2)について質問です。 解説ではcf間に流れる電流をiと置いていますが、acfhでは時計回り、cdef間でも時計回りで電流が流れるのならcf間に流れる電流がc→fとf→cで互いに打ち消しあい、電流は０にならないのですか？解説お願いします

チェック問題 5 時間変化する磁場 図のようにそれぞれの端子の間の a 長さ 抵抗値Rの9本の抵抗で長 方形の回路abcdefghをつくり, 水平 面上に置く。 全体に鉛直上向きの磁場をかけ, そ の磁束密度Bをグラフのように時間変 化させたとき、 (1) 回路 cfhac, 回路 cdefc に発生す る誘導起電力をそれぞれ求めよ。 (2) 辺cfに流れる電流 (c→f の向きが正)を求めよ。 説 (1) 〈電磁誘導の解法起電力〉で解く。 記 どうやって起電力を求めるかい? たしかにそうだね。 そ こで本問のように,棒が動 かず 磁束密度Bだけが 時間変化する場合には 《電 磁誘導の法則》(p.226) しか 使えないね。 図aで回路の cfhac, cdefc をそれぞれ 回路 回路 とよぶ｡ アイの面積はそれぞれ a h B〔T〕 B1 OB OB えーと、 棒が動いて「プチプチと磁束線を切るわけじゃ ないから, 「ローレンツ力電池」は使えないし･････・ V₁ g ✓ 0 ⑧妨H 妨 Ⅰ I-5R C アイヤ! ◎増 準 12分 2 f t[s] ħ₁ (I - i) 3R I-i iR a +7) イヤ! ◎増 XH 妨 Ⅰ V₁ d e

aを②の式に代入する時の途中式を教えてください🙏

それぞれの運動方程式は, Ama=T-mgsine-μ'mgcost... ① B:Ma=Mg-T② 式 ① + 式 ② から, する M-m (sin0+μ'cose) a= (M+m)a={M-m g stort (sino+μ'cose)}g M+m これを式②に代入してTを求めると, 1T=M(g-α)=(1+sin0+μ'cos0) Mmg M+m 20 336023 T 121 斜めに加えられたと麻碗力 QRACE.O 正の向き mg sin O 0

万有引力の問題です。地球の中心から距離nRの円軌道上の重力がなぜ万有引力の公式で求められるのですか？ 重力=万有引力になるのは対象の物体が地球表面または表面付近の時だけではないのですか？

2 と 238. 人工衛星人工衛星が,地球の中心を中心として, 地球の半径のn倍を軌道半径とする円軌道を一定の速さで まわっている。 地球の半径をR,地表での重力加速度の大 きさをgとして,次の各問に答えよ。 (1) この円軌道上では,重力は地表の何分の1になるか。 (2) 人工衛星の周期を求めよ。 例題33] 地球 02020V 1 R nR | 人工衛星 2

問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X Y が間隔で平行に置かれている。2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が9となるように傾斜している。 水平 部分の左端には,抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池Eが接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをg として,以下の問に答えよ。 R P [CL] Yt P' R, m B レール Y レール X 図 1 0 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度v を与えたところ,やがて PP'はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 -37- 0 問金属棒PP' の速さがひとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P'′ か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, L, B, ” を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗Rと金属棒PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け｡ R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBl=2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, a, I, l, B を用いて表せ。 ma = -IBl (4) 加速度αを, m, R, l, B, v を用いて表せ。 VBl VB²l² a = - VBR XBlx m [= 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に, 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 mo² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒 PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり, その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ。 = 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒 PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒 PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを W, P, m, g, 0 を用いて表せ。 -38-

ローレンツ力の範囲です。(4)について質問なのですがeは何故マイナスを付けないのでしょうか。

半導体を用いて磁束 密度を測定する。 図のように x,y,z軸をとり、電流の 担い手が電子である半導体を置く。この半導体は x,y, 方向の長さが α, b, c の直方体である。 x軸に垂直な 面をP, Qで,y軸に垂直な面をR, Sで表す。 (1) 半導体の面Rから面Sに向かってy軸の正の向きに 第19章・電流と磁場 161 A BI J [電流Ⅰ〔A〕 を流した状態で, 磁束密度B[T]の一様な磁場がx軸の正の向きに加わる ようにする。 このとき, 半導体の内部を平均の速さv[m/s] y 軸方向に移動する 電子(電気量 -e 〔C〕) は,磁場から力F [N] を受ける。 Fの向きと大きさを答えよ。 (2) x軸方向に電流を取り出さないものとすると、この方向に電場 Ex〔V/m〕 が現れる。 ① 電場 Ex が生じる理由を述べよ。 ② 電場 Exの大きさを求めよ。 ③ 定常状態で,面Pと面Qの間に生じる電位差 Vx 〔V〕 を求めよ。 ④ 電位が高いのは面P, 面Qのどちらか。 X ●(3) 半導体内の1m²当たりの自由電子の数をn 〔1/m² 〕 とする。 電子が移動する平均の 速さを,電流Iの関数として表せ。 OL ●●(4) α =5.0×10-3m, b=1.0×10m,c=5.0×10m, n=2.5×10 /m²の半導体を用い て磁束密度を測定した。 半導体に流す電流を I=2.0×10-A としたとき, 面Pと面 Qの間の電位差は Vx=5.0×10-V であった。 磁束密度Bの大きさを求めよ。 ただ し,e=1.6×10 - 19 C とせよ。

問4で解き方はわかったのですが、自分で置いたvを消去する方法を教えてください。

22 2022年度 物理 物理 (1科目: 60分 2科目 : 120分) Ⅰ 図1のようになめらかな水平面上で質量mの小球Aと質量mの小球Bが 同じ速さでx軸からの角度45°で進み、座標の原点で衝突した。衝突後,小球 A は角度の向きに速さで進み、小球Bは角度0g の向きに速さひBで進んだ。 ただし、0はx軸から反時計回りを正とし, 0g は x軸から時計回りを正とする。 また、小球Aと小球Bが衝突するとき互いに受ける力はy軸方向であった。以下 の間1~4に答えなさい。なお,問3と問4は、解答の導出過程も示しなさい。問 題の解答に必要な物理量があれば、それらを表す記号は全て各自が定義して解答欄 に明示しなさい。 (配点25点) 問1 衝突前の二つの小球の運動量の和のx成分とy成分を含む式で答えな さい。また、衝突後の二つの小球の運動量の和のx成分と成分を角度0A, 0g を含む式で答えなさい｡ 2 衝突後の二つの小球の運動量の和のx成分と成分をvo を用いて答えなさ い｡ 3 この衝突が完全弾性衝突である場合に, tan by を ma.mB のみを含む式で表 しなさい｡ 問4 次に、小球Aと小球Bが完全非弾性衝突により一体となった場合を考え る。この場合,小球Aと小球Bの運動エネルギーの和が, 衝突の前後でどれ だけ変化するか, m, MB, Vo のみを含む式で表しなさい。 II #1 問 小球 A Vo Vo 小球 B 電場の向きがわかる 45° 45° 小球 A 図 1 Or 0B 小球 B UA VB 】1~5に答 2022年度 物理 23 さい。 なお、 問3~5 あれば、 を を含 また,図中に