物理の電磁気です 下図のような設定の問題なのですが、 コイル内の磁束密度は B = μH = μnIsinωt ここまでは合ってますか？ また、誘導機電力は V = n|Δφ/Δt| = μn^2SωIcosωt になるんですか？ 教えていただけたら助かります

mmm コイル(断面積S,単位長さあたり n回巻 電流 ↓ 交流電流 I sin wt 透磁率

(5)(ウ) なぜ振幅がだんだん大きくなるんですか？

ているか。 71* 基 図は縦波を表すグラフである。 0.1 y[m] (東京理科大) t=0 X 軸は媒質のつり合いの位置を, y 軸 は左右への媒質の変位 (右方向を正)を P 表す。 -2-1 0 ・0.1 3 4 5 x [m] 波は右へ速さ2m/s で進み, 波の先 端が自由端P(x=5mの位置)に達した時刻を t=0s とする。 (1)この波の周期はいくらか。 (2)t=0s において,媒質の密度が最も疎である点のx座標を図の範囲 で答えよ。 (3) 右方向の媒質の速度を正として時刻t=0s において, 各位置にお ける媒質の速度uの概略を、図の範囲内でグラフに描け。 (4Xア)この波が自由端Pで反射して, 反射波の先端が点x=0mに達す る時刻を求めよ。 (イ)その時刻において, 図に示す各位置での変位をグラフに描け。 x=0mにおける媒質変位の時間変化を 0≦t≦4.5s の範囲でグ ラフに描け。 (5)Pが固定端の場合について,前問(イ), (ウ)のグラフを描け。 (名古屋市大信州大)

(4) どのグラフを見てどのように考えればいいんですか？ 解説をお願いします🙇‍♀️

本基 69 基ある媒質内をx軸の正 〔mm〕 3 方向に速さ100cm/sで進行し ている正弦波の縦波がある。 波 がないときにx にあった媒質 が,波がやってきたときにだ 2 1 t 2 40 6 8 10 12 4 2 ×10-2〔s] -3 け変位したとする。 (変位 y は + x方向を正にとる。) x=0の媒質が時 間 t と共に図で示されるように変化している。 彼はt = 0 よりもずっと 以前から存在しているとする。 (1)この波の周期,振動数, 波長はいくらか。 (2) 時刻t=0での波形を示すy-xグラフを0≦x≦12〔cm〕 の範囲で描 け (横波表示)。 (3)x=4〔cm〕の媒質の振動グラフを上図に点線で記入せよ。 (4)x=0の点の負のx方向の速さが最大になる時刻は図で示された時 間内でいつか。 (5)t=0で,媒質の密度が最大の点は0≦x≦12〔cm] の範囲内でどこか。 (6)x=4〔cm〕で,媒質の密度が最大になる時刻は図に示された時間内 でいつか。 (九州工大) 70 酒

最後の問題は板について運動方程式を立てて解けないのですか？

15 基 天井から糸yでつるされた定滑車に糸α をか け, 左には質量mの物体Aを,右には質量mの板 をつるす。 Aと床の間を糸β で結び, 板上に質量 M の物体Bを置く。 滑車は滑らかで質量は無視でき, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 糸α,β,yの張力はそれぞれいくらか。 a a A (2) 糸β を切ると、 全体が動き出した。 m 糸 B (ア) Aの加速度はいくらか。 また, Aが距離んだ B け上がるのにかかる時間はいくらか。 TITTZ DAM 板m

最後の問題で力学的エネルギー保存の式が０以上としているのは何故ですか？

6 いろいろな運動 軌道 地球 する。 例題 50 地球の質量を M, 半径を R, 万有引力定数をGとする。 (1)地表すれすれに円軌道を描いて飛ぶ人工衛星の速さ(これを 第1宇宙速度という) と周期 T を求めよ。 (2)地表面における重力加速度gを用いて表せ。 (3)地表面から人工衛星を打ち出し,地球から無限遠方に到達させ たい。 打ち出す速度はv (これを第2宇宙速度という)以上でな ければならない。ひ を求めよ。 遠心力 (1)人工衛星の質量を とする。 (万有引力)=(遠心力) より GmM R2 心力 V₁ m R = m- R GM . 01= R T = 21- W = 2 (n=4) GmM R2 2лR R T= 2πR V₁ GM (2)(地表面での重力)=(遠心力) Vi mg = m- . v=gR R (3)打ち出した速さを v, 無限遠方での速さをu とおく。無限遠方での万有引力による位置エネ ルギーは0だから力学的エネルギー保存則より 万引力による位置エネルギ mo mv² +(-6)= mu² -mu20 R (打ち出した瞬間) ( 無限遠方) これを解いて≧ 2GM このとき R 万有引力による。 ココが 2GM(=√2vs) . 02= R ポイント) 位置エネルギーの VA m M ME -G(RW) [人工衛星を無限遠方に到達させるための条件] (運動エネルギー) + (万有引力による位置エネルギー) -18

(１)の最後のまるで囲んだTの式が分かりません

6 いろいろな運動 月軌道 0 地球 0 こする。 解 例題 50- 地球の質量を M, 半径を R, 万有引力定数をGとする。 (1)地表すれすれに円軌道を描いて飛ぶ人工衛星の速さ(これを 第1宇宙速度という)と周期Tを求めよ。 (2)地表面における重力加速度g を用いて表せ。 (3)地表面から人工衛星を打ち出し,地球から無限遠方に到達させ たい。 打ち出す速度はv2 これを第2宇宙速度という) 以上でな ければならない。 v2 を求めよ。 (1)人工衛星の質量を とする。 (万有引力)= (遠心力) より GmM R2 =m- R GM . 01= R 2πR R T= 2πR V₁ GM T = 2 mM R2 m- m R J (2)(地表面での重力)=(遠心力) mg = m- R 2 . V₁ =√gR (3)打ち出した速さを v, 無限遠方での速さをu とおく。 無限遠方での万有引力による位置エネ ルギーは0だから力学的エネルギー保存則より 万引力による位置エネルギ 2 m+(cm)=1/2mu² ≧ 0 R (打ち出した瞬間) ( 無限遠方) とこのとき 万有引による mo m これを解いて v≧ 2 GM R V2= 2GM (=√202) R 位置エネルギーの M -R ココが (ポイント) [人工衛星を無限遠方に到達させるための条件〕 (運動エネルギー) + (万有引力による位置エネルギー) ≧0

A、Bのおもりで、同じ次元で考えているのに、どっちが正で、どっちが負というふうにわけてもいいのはなんでなんでしょうか？

11 軽い定滑車に軽い糸をかけ,その両端に質量がそれぞれ ma, mB [kg] (mm) のおもり A, B をつけて静かに手をはなす。 重力加速度の大 きさを g 〔m/s2] とする。 (1) おもりの加速度の大きさ a 〔m/s2] を求めよ。 (2)糸がおもりを引く力の大きさ T [N] を求めよ。 解答 (1) ma-meg[m/s2] 2m AMB (2) -g [N] ma+mB ma+mB (解説) A B (1)m>m なので, おもり A は下降し, Bは上昇する。 糸が A を引く力とBを引く力の大きさは,同じである。 A,B にはたらく力は図のようになる。 A については鉛直方向下向きを正, B については鉛直方 向上向きを正とする。 A,B それぞれの運動方程式は次のようになる。 A:maa=mag-T 正の 向き a↑ meg 正の T 向き A Imag B:mpa=T-mg ①式+ ② 式より (ma+mz)a=(ma-m)g よって a= ma-msg[m/s2] ma+mB (2) ②式xm-①式×m より 0=-2mmBg+(ma+mB)T 2m AMB よってT= ma+mB -g [N]

（2） 力学的エネルギーの変化量を考えるとき、動摩擦力による仕事は考えなくていいんですか？

第1章力学 問題 18 仕事と力学的エネルギー ② ばね定数k (N/m) の軽いばねの一端に,質 量m(kg) のおもりAをつけたばね振り子が ある。このばね振り子をあらく水平な床面上 物理基礎 公式 A U = 11/√ kx² 100000000 năm Q 0 -31 P IC 5/ 置き ばねの他端を固定する。 ばねが自然長のときのAの位置を原点と する。 図のように, Aを原点Oから点P(x=5/〔m))まで引っ張って、静か にはなした。Aは左向きに運動し始め、点を通過した。 その後、x=-31 (m) の点Qで静止した。 床面とAとの間の動摩擦係数をμとし、重力加速度 の大きさをg(m/s) とする。 (I)Aが点PからQまで運動する間に、動摩擦力のする仕事 W (N・m) を求 めよ。 Aが点PからQまで運動するときの, Aの力学的エネルギーの変化量 ⊿E (J) を求めよ。 (3) ⊿E = Wが成り立つことを用いて, μを求めよ。 弾性力による位置エネルギー(弾性エネルギー) U (J) (k (N/m): ばね定数 〔m〕: 伸び縮み) (I) おもりAにはたらく動摩擦力の大きさはμmg 〔N〕でPからQまでの移動 距離は8/〔m〕 である。 よって, 求める仕事 W [N·m〕 は, W=-μmg818μmgl (N・m〕 (2) 求めるのは「力学的エネルギーの変化量」なので、 おもりAの運動エネル ギーと位置エネルギーの和の変化量を考える。 Aは水平方向に運動しているので, 高さが変化しておらず重力による位置 エネルギーは考えなくてよい。 また, 点P, 点Qは自然長(原点O)からずれ た位置なので,点P, 点Qにおいて, Aは弾性力による位置エネルギーをもつ。 点P,Qにおける, 弾性力による位置エネルギー Up, UQ[J] は, それぞれ, 〈千葉工業大 〉 Up = =1/21k(50)2-252k2 =/( 9 U₁ = ½k (31)²=kl² 2 (解説) ばねが自然長から伸びたり縮んだりしているとき, ばねの両端 には自然長に戻ろうとする向きに力が生じる。 この力を弾性力 点Pでは 「静かにはなし」 点Qでは 「静止した」 ので, それぞれの点で速 さは0.すなわち, 運動エネルギーKP, Ko〔J〕 も0になる。 よって という。 4E = 0 + 25 0+ -kl² 2 == 8kl² (J] 変化後KQ+ UQ 変化前 K + Up 公式 弾性力の大きさF(N) F=kx (k(N/m〕: ばね定数 〔m〕: 伸び縮み) (3) ⊿E = Wより ※ 弾性力の向きは, 自然長に戻ろうとする向き。 - 8kl² == -8umgl よって, μ = kl mg F ⇒縮みx, 弾性力F,=kx, 弾性エネルギー U22kx2 自然長⇒弾性力0, 弾性エネルギー 0 X1 X2 mmmm 000000 F2 ⇒ 伸びzy→弾性力Fy=kx, 弾性エネルギー U2=1/2k2 自然長 注 ここで, p.39 公式 力学的エネルギーと仕事の関係と p.37 公式 運動エネル ギーと仕事の関係の違いを、しっかりとおさえておこう。 保存力である重力 弾性力について, 位置エネルギーを考えるのが 「力学的エ ネルギーと仕事の関係」 であり, 仕事を考えるのが 「運動エネルギーと仕事の関 「係」である。 1つの式の中で、重力 弾性力の位置エネルギーと仕事を同時に考え こることはない! た, ばねは伸びたり縮んだりしているとき, 弾性エネルギーを蓄えている。 エネルギーは弾性力による位置エネルギーともいう。 kl (1) W = -8μmgl〔N・m〕 (2)4E = - 8kl[J] (3)μ= mg 4. 仕事とエネルギー 41

この問題の解き方が分からないので解説お願いします🙏🏻🙇🏻‍♀️

【14】 図のように、長さ2L, 質量M の一様な棒の左端Aに,質量mのおもりを糸で つるし,さらに棒を重心よりもAに近い点Bで糸につるすと, 棒は水平な状態で 静止した。 このとき, AB間の距離 x はいくらか。 ① M M+m L 2 m M+m ・L (3) 2M M+m L 4) 2m M+m 2Mm [01] ・L ⑤ ・L (M+m)2 9 A mg m X B mg 2L M 棒

(1)の立式の部分で後の部分で速度が0になって計算されているのですが、速度が0になる根拠はなんですか？最高点とも書かれていないので違うと思ったんですけど...

チェック問題 1 万有引力による位置エネルギー 標準6分 質量M 半径Rの地球表面から鉛直 上向きに質量mの弾丸を打ち出す。 地表上での重力加速度をgとする。 (1) 地表からの高さまで達するのに 最低要する初速を求めよ。 けん (2) もし、弾丸を地球の重力圏から脱 2R R ORO 出させるには, 0, の最低何倍の初速が必要になるか。 説 「速さの予言法,摩擦熱なし」 (p.165) より 《力学的エネルギー 保存則》で解く。 ただし, 宇宙スケールなので,万 V=0A 有引力による位置エネルギーを使う(図a)。 (1)〈力学的エネルギー保存則》 より 1 (月) 1 mv² + ( − GMm) = mx0²+1 R 1 乗 2 2R 401 TOM GMm 2R R M