(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

(2)の解答の図2ってC1とC2を繋いで時間が経ったあとの図ですよね？ なぜこうなるのでしょうか？ 分からないところを自分なりにまとめた写真もつけておきます。

463. 電気量の保存 電気容量が2.0μF, 3.0μFのコンデンサー C,C2, それぞれ 2.0×102V, 1.0×102Vで充電したのち,電池を切りはなす。 次の (1), (2) の場合におい て、各コンデンサーにたくわえられる電気量と極板間の電位差を求めよ。 (1) 同符号の電気量をもつ極板どうしを結んだ場合。 (2) 異符号の電気量をもつ極板どうしを結んだ場合。 ヒント 接続の前後において、導線で結ばれた極板どうしの電気量の和は保存される。 各例題6162 章 電気

難し過ぎて全然分からないです(´；ω；｀) 助けてください!

達するまでの時間を求めよ。 ただし,重力加速度の大きさをg とする。 思考 物理 49. 斜方投射と自由落下図のように、水平な地面上 の点Aの真上で, 高さんの点Bに静止している小球P がある。 地面上でAから距離 はなれた点にいる人 が,小球Pの落下と同時に弾丸を発射し, 小球Pに命 中させるためには, 0 からまっすぐにBをねらえばよ い。 仰角 6 は tan0=h/lで表される。 弾丸の初速度 の大きさをvo. 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 弾丸を発射してからPに命中するまでの時間を, vo, しん を用いて表せ。 (2) 命中するとき, P と弾丸の高さが一致していることを示せ。 思考 物理 50. 斜方投射と鉛直投げ上げ 図のように, 小球Aを鉛 Vo OF 30% JVERPO (帝京大改) B

この問題の(3)がわかりません。 ①3枚目の右側の蛍光ペンのところが何を言ってるのかわかりません。 ②3枚目の写真で青で線を引いたところがなぜこの式・座標になるのかわかりません。 お願いします🙏🙏

応開 80.〈弦の振動〉 解 線密度ρ[kg/m〕 の1本の弦を,同じ長さの2本A, Bに分け, それぞれの一端を図のように固定し,他端 には滑車を通しておもりをつるした。 弦Aにつるした おもりの質量は ma 〔kg〕, 弦Bにつるしたおもりの質 量はm[kg] である。 ただし, m<MB である。 弦 A,Bの固定点と滑車の間には, 2個の支柱 P, Qがそれぞれ1 [m〕 の間隔で置かれている。 まず, 弦AのPQの中点をはじくと, 弦は振動して基本振動の波を生じ, 音が聞こえた。 重 力加速度の大きさを g 〔m/s²〕 とする。 また, 弦を伝わる波の速さ [m/s] は, 弦を引く力の 大きさをS〔N〕としてv= IS する｡ P と与えられ, 定在波 (定常波) は正弦曲線で表されるものと

物理の電磁気の質問です。大問4の解答の左の1番上の段のF=|Fa-Fb|は分かるのですが、その後の Faは点A,点Cに、Fbは点B,点C に着目してクーロンの法則を用いているのが何故なのか分かりません

4 1 AはBから引力を受けているからB の電荷は負。 -g とおくと 90=9×10°x 2×10-q_ 0.12 2q g=5x10-5 .. -5x10-5C なお、問題文では 「電荷はいくらか」 としたが,「電気量はいくらか｣ と同じ 意味である。 「電荷」 の方が 「電気量」よ り広い意味で用いられているが,区別は 気にかけなくてよい。 A 2 F=9×10°× =1.6N, 引力 接触させると電荷の一部は中和する。 残るのは F'=9x10°× 3 F₂=429 Fc=kg.2gkg2 (2a) 2 F=√FB²+Fc² 電磁気 +2×10-+(−8×10-)=-6×10-6 この電荷は A, B に半分 (-3×10-) ずつ分かれ、再び離すと両者は負で岸 りょく 力となる。 - kq² √√1+ a = √5 kq² 2a² = 0.9N, 斥力 ( 反発力) B g |_2×10-×8×10-6 0.32 3×10-×3×10-6 20.32 = 1 Fr B+ A+ FB FB Fc F [9] FA C DU 4* 図のような電荷をもつ小球 A, B, C が直線上 にa, rの距離を隔てて置かれている。Cが受け る静電気力の大きさFを求め, その向きが右向 きとなるためのrの範囲を求め, αで表せ。 右向きとなるためには FA-FB が正と なればよい。102 .. r²-2ar-a²>0 左辺=0とおいたときの2次方程式の解 r=a±√2a を用いて r>0 より r> (1+√2)a Cを自由に置ける場合には, AB間も 含まれる (FA, FBともに右向きの力と なるから)。 A より左側はFAが左向き で右向きのFBより大きく(Aの方が電 気量が大きいし距離が近いから), あり 得ない。 次図の太線部が該当することに なる。このような定性的な見方も大切で ある。 +1C →+++ C +2g F=FA-FB k2gg -|(a+r) ² = k·a·a/ C... kQ kq2r²-2ar-a² (a+r)²² A B 5 実線が+ のつくる電場 点線がのつくる電場 灰色は合成電場 -q A B (1+√2)a. Q Eo D +q C 07 D' E2 07 kQ (2a)² (4a)² D… y方向はキャンセルして消えてし まう。 x 方向は E₁ F xC + Q 3kQ 16a², 北方向

問8です。 解答4行目の式にVがないのになぜpーvグラフで表せれますか？

くらか。 po, pock faal R9200 4 2 8 図2のよ トッパー の気体の Ta 7/8 (9 さらにX内の気体を加熱し続けたのちに加熱を止めた。ここで,同じ大気中で図4の ように,上部が開放された断面積 S の円筒容器 Yを鉛直に立て,底面の細管でXとYを1 連結し,X内の液面と同じ高さまで液体を入れた。 この状態から細管の栓をゆっくりと開 いていくと,図5のように,Xの液面のふたが 13 んだけ下がり,X内の気体の圧力は かになった。この状態を状態4とし,このときのYの液面の位置をPとする。また, このとき細管の栓は開いており, 液体はXとYの間を自由に移動できるものとする。 ― 容器 X po ふた 液体 ピストン| 栓閉 図4 容器 Y po 液体 e 容器 X ふた 液体 状態 4 ピストン| -3' h h → 13 h 開( 図 5 ン 容器 Y po 24 液体 2 TO D P 問6 液体の密度を ρ とする。pはいくらか。po,h, g を用いて表せ。ただし,解答欄に は結論だけでなく、考え方や途中の式も記せ。 psh g

問8です。 解答4行目の式にVがないのになぜpーvグラフで表せれますか？

くらか。 po, pock faal R9200 4 2 8 図2のよ トッパー の気体の Ta 7/8 (9 さらにX内の気体を加熱し続けたのちに加熱を止めた。ここで,同じ大気中で図4の ように,上部が開放された断面積 S の円筒容器 Yを鉛直に立て,底面の細管でXとYを1 連結し,X内の液面と同じ高さまで液体を入れた。 この状態から細管の栓をゆっくりと開 いていくと,図5のように,Xの液面のふたが 13 んだけ下がり,X内の気体の圧力は かになった。この状態を状態4とし,このときのYの液面の位置をPとする。また, このとき細管の栓は開いており, 液体はXとYの間を自由に移動できるものとする。 ― 容器 X po ふた 液体 ピストン| 栓閉 図4 容器 Y po 液体 e 容器 X ふた 液体 状態 4 ピストン| -3' h h → 13 h 開( 図 5 ン 容器 Y po 24 液体 2 TO D P 問6 液体の密度を ρ とする。pはいくらか。po,h, g を用いて表せ。ただし,解答欄に は結論だけでなく、考え方や途中の式も記せ。 psh g

(12),(14)が分かりません。 途中式を教えてください。

[問] ある物体が力F を受けながら図4に示す経路 Ci (O→B→A), C2(直線 OA)に沿って点0から点A (4.0m,3.0m)へ移動した. それぞれの経路に沿って物体を移動させたときの力Fがした仕 事はいくらか、歌次のそれぞれの場合について求めよ. (11) 経路 C1, (12) 経路 C2,F=FA=(3-x,y2) (13) 経路 C1, F = FB=(2x,xy2+1) [N] 55 (14) 経路 C2, F=FB=(2x,xy2+1) [N] 46 (ヒント) 平面運動の仕事はx 方向成分とy 方向成分の和で計算できる F=F= (3-x,y2) [N] 13 [N] 13 y[m] 0 S 図4 A (4,3) C₁ B (4,0)

（2）が分からないので教えて欲しいです

力の向きを矢印 力の名称を示せ。 54. 慣性力水平な面上に置かれた。 傾角目のなめらか な斜面上に小物体をのせ、斜面を一定の加速度で水平に運動 a させたところ, 小物体は斜面に対して静止していた。重力加 速度の大きさを①とする。 (1) 斜面の加速度の大きさと向きを求めよ。 性や右向きに働く焼a 物件ヤkkor (2) 斜面の加速度の大きさを(1)の2倍の24としたところ､ 小物体は斜面にそって上昇し 例題 13.68 た。 斜面から見た､小物体の加速度の大きさαを求めよ。 8 た 2

青線で引いてる所がなぜこの式？数字になるのか分からないです。 分かりやすく教えて欲しいです🙇‍♀️

3 10kg 4 【5】 力のつりあいと合力 次に示すように、いろ いろな物体をA君, B さんの2人で支えたと ころ、 腕の角度は図のようになった。 A君. Bさんが, 物体を支えている力の大きさは何 Nか。 (1) AB 30*30* +7 /Bさん 10×9.8N 水平方向の力のつりあいから、 Fasin30°= Fasin30° FA=FB 鉛直方向の力のつりあいから. FACOS30 +Facos30°= 10×9.8 ---(2) 式①を②に代入して整理すると. 2FAcos30°=98 FA=56.6[N] A,Bともに 57N a (3) AR 20kg 税込 「Bさん 30kg 水平方向の力のつりあいから、 Fasin45°= Fasin45° Fx-Fa 鉛直方向の力のつりあいから、 Facos45+ Facos4520×9.8 (2) 式①を②に代入して整理すると, 2FACOS45*=196 Fx=1.39×10' (N A.Bともに 1.4×1 45"45" Bさん 20×9.8N 60² … ① F₂ 309.81 水平方向の力のつりあいから. Fasin30 Fasin60°F=JFa 鉛直方向の力のつりあいから、 Facos30 + Facos60°= 30×9.8 式①を②に代入して整理すると. vs Facos30 +Facos60°=294 Fn = 1.47×10'[N] 式 ① から, Fx = 2.54×10²〔N〕 A: 2.5×102N, B:1.52