1枚目のピンクで丸している問題(ア)を 教えてください。 2枚目が解説です。

~に]には指定された選択肢か い 1 ら最も適切なものを1つ選べ。重力加速度は一定で,その大きさをgとする。 次の問いにおいて,天井と床は,いずれも剛体であり,固定されているものとする。ばわ は,質量が無視できるものとし,ばね定数がk,自然の長さが Loであり,まっすぐ伸び縮み するものとする。ブロックは, 質量が mで, 大きさが無視できるものとし,その運動は、同 一直線上から外れないものとする。 図1のように,天井からばねをつるし, ばねにブロックを取りつけた。 ばねの自然の長さを保つようプロックを手で支え,静かに手をはなした後 ばねが最も伸びるまでの運動を考える。ブロックにかかる力は, 重力とば ねの力のみであるとする。図2は,ばねが最も伸びる途中までの, ばねの 長さと,プロックにかかる重力(点Aと点Cを通る太線)とばねの力 (点B と点Eを通る太線)の関係を示す。 ブロックにかかる重力とばねの力がつりあうとき,ば ねの長さはい]である。ばねの長さが Loからいに なる間に重力がブロックに行った仕事の大きさは, 図2 ろの面積と等しい。また,この間にばねの力が プロックに行った仕事の大きさは,図2の は]の面 積と等しい。したがって,ばねの長さがいのとき,ブロ ックの運動エネルギーは[ア]である。ばねがさらに 伸び,プロックの運動エネルギーが0になるのは, ばね の長さがに]のときである。 次の文章を読み, ア]に適切な数式を記せ。 天井 ばね ブロック 図1 ブロックにかかる力カ (鉛直上向きが正) Lo い の ばねのカレ傾きん ;E B D 0- ばねの長さ A重力 C! 図2 い と に |の選択肢 の Lo+ mgk の Lo+mgk 3 Lo+2mgk mg O Lo+ 2k 2 6 L+ mg 6 Lo+ 2mg k ろ の 三角形BED は |の選択肢 2 四角形 ABDC 3四角形 ABEC

物理です。 「に」がわかりません。 答えは6(2枚目に解説あります)です。 運動エネルギーが0って、どういうことですか？ 2枚目のピンク線のところの左辺のことですか？

~に]には指定された選択肢か い 1 ら最も適切なものを1つ選べ。重力加速度は一定で,その大きさをgとする。 次の問いにおいて,天井と床は,いずれも剛体であり,固定されているものとする。ばわ は,質量が無視できるものとし,ばね定数がk,自然の長さが Loであり,まっすぐ伸び縮み するものとする。ブロックは, 質量が mで, 大きさが無視できるものとし,その運動は、同 一直線上から外れないものとする。 図1のように,天井からばねをつるし, ばねにブロックを取りつけた。 ばねの自然の長さを保つようプロックを手で支え,静かに手をはなした後 ばねが最も伸びるまでの運動を考える。ブロックにかかる力は, 重力とば ねの力のみであるとする。図2は,ばねが最も伸びる途中までの, ばねの 長さと,プロックにかかる重力(点Aと点Cを通る太線)とばねの力 (点B と点Eを通る太線)の関係を示す。 ブロックにかかる重力とばねの力がつりあうとき,ば ねの長さはい]である。ばねの長さが Loからいに なる間に重力がブロックに行った仕事の大きさは, 図2 ろの面積と等しい。また,この間にばねの力が プロックに行った仕事の大きさは,図2の は]の面 積と等しい。したがって,ばねの長さがいのとき, ブロ ックの運動エネルギーはア]である。ばねがさらに 伸び,プロックの運動エネルギーが0になるのは, ばね の長さがにのときである。 次の文章を読み, ア]に適切な数式を記せ。 天井 ばね ブロック 図1 ブロックにかかる力カ (鉛直上向きが正) Lo い の ばねのカレ傾きん ;E D B 0- ばねの長さ A重力 C! 図2 と に ]の選択肢 い mgk の Lo+ 2 の Lo+mgk ③ Lo+2mgk mg O Lo+ 2k 6 L+ mg 6 Lo+ 2mg ろ の 三角形BED は |の選択肢 2 四角形 ABDC 3四角形 ABEC

なんで➀の式が成り立つんですか？

基本問題 基本例題65)キルヒホッフの法則 物理 図の回路において, E,=28V, E,=14V, R,=202, R,=40 Q, R。=102である。電池の内部抵抗は無視で きるものとして, R,, R2, R, の各抵抗を流れる電流の 大きさと向きを求めよ。 R、 a ,E R。 b R。 閉回路 abeda :28=20I,+401, …2 閉回路cbefc :14=1013+4012…③ 式ののI=I+I,を式②, ③の1,に代入し,計算 すると,I,=0.60 A, Is=-0.20A となる。これか ら,I=0.40A と求められる。I,は符号が負なの で,最初に仮定した向きとは逆向きになる。 以上から,R」:0.60A, d→aの向き, R.:0.40A b→eの向き,R,:0.20A, c→fの向き 各抵抗を流れる電流の向きを仮定し, 指針 キルヒホッフの法則を用いて式を立て,連立させ て求める。 R,, Re, R。の各抵抗を流れる電流 をI, Ie, Is とし,図のような向きに流れると仮 定する。回路の分岐点bにおいて,キルヒホッフ 解説 の第1法則を用いると, また,キルヒホッフの第2法則を用いて,閉回路 abeda, cbefcの向きについて式を立てる。 E、 Q (Point キルヒホッフの法則を用いるとき。 電流の向きが推測しにくい場合でも, 適当に向 きを仮定して式を立て,計算で得られた値の行 号から向きを判断するとよい。 また, 閉回路の 取り方は一通りではない。 式を立てやすい閉回 路を考えるとよい。 本間では, abcfeda の面 回路を取ることもでき, 28-14=201,-104の 式が得られ,同じ結果が導かれる。 R」 d 28V a 20 2 I。 R2 b 402 - Is R。 E。 f 14V 102

問一(2)のローレンツ力の向きがわかりません

16 2019年度 物理 |2| 辺の長さがr(bc の辺)と1(cd の辺)の,導線を曲げて作られた長方形のコイル。 る。図のようにx,y, z座標をとり, y軸方向正の向きに, 磁束密度の大きさ B0- かける。外力を加えて, コイルabcdを図中の破線で示される矢印の向きに、x輪の利。 の角速度ので回転させる。ここで,x 軸は辺 bc の中点を通り,辺bcに垂直であるとれ、 =0においてコイルの面は磁場に垂直で, cd の辺が abの辺よりも上方にある。 電極PとQは、それぞれ, コイルのd側とa側につながっている。導線の電気味、 を流れる電流が作る磁場は無視してよい。 電気素量をe(e>0)とする。以下の問い 2019年度 静岡大-後期 問3 次にスイッチSを3側につなぎ, コイルに電気容量Cのコンデンサーを直列 場合を考える。コンデンサーにはt=0において電荷がないとする。 11 (1) コイルを流れる電流を時刻tの関数として、解答用紙にグラフを描け。電流 下図中の矢印を正の向きとする。また,縦軸(電流)については最大値を明記す [解答欄) 電流 最大値 (配点 35%) 対 問1 初めに、コイルabed に接続されたスイッチSを1の位置にし、コイルには電 0 2元 4元 イ いようにした。問1では, コイルの辺 cd がy> 0 の領域にあるときを考える (1) 時刻:において, コイルの辺 cd の速さを求めよ。また,速度ベクトルと恐。 の のなす角度はいくらか。 1 (2 コイルの辺 cdの導線の中に存在する電子を考える。この電子が時刻において (2) 時刻において,コンデンサーで消費される電力を求めよ。 い ローレンツカの大きさを求めよ。また,この力の向きは次の選択肢のうちどれね。 かの記号で答えよ。 (3) この消費電力の時間平均を求めよ。 選択肢:ア):x軸正の向き,(イ):x軸負の向き,(ウ):y 軸正の向き, C 日:y軸負の向き, (オ): z 軸正の向き,(カ): z 軸負の向き) y B 3 コイルの中には電荷の分布が生じ, (2)のローレンツカとつりあう電場かハッ の電場によって生じるコイル全体での誘導起電力の大きさVを 回転方向 b V=V,|sin(wt + φ)| P と表すとき、V。とφを求めよ。 問3 (1) における電流の向き a また、電位が最も高い点は次の選択肢のうちどの点か。(ア)から(エ)の記号で蓄える X R 機 選択肢:):a, (イ): b, (ウ) : c, (エ): d} 0 -1 C O スイッチ S 1 以下の問では、コイルの辺 cd の位置はy>0 の領域には限らないとする。また。h 答えても良い(ただし、φは用いないこと)。 るい 問2 次にスイッチSを2側につなぎ、コイルに抵抗値Rの抵抗を直刃 る。 (1) 時刻tにおいて, 抵抗で消費される電力を求めよ。 (2 この消費電力の時間平均を求めよ。

問一(2)のローレンツ力の向きがわかりません

16 2019年度 物理 |2| 辺の長さがr(bc の辺)と1(cd の辺)の,導線を曲げて作られた長方形のコイル。 る。図のようにx,y, z座標をとり, y軸方向正の向きに, 磁束密度の大きさ B0- かける。外力を加えて, コイルabcdを図中の破線で示される矢印の向きに、x輪の利。 の角速度ので回転させる。ここで,x 軸は辺 bc の中点を通り,辺bcに垂直であるとれ、 =0においてコイルの面は磁場に垂直で, cd の辺が abの辺よりも上方にある。 電極PとQは、それぞれ, コイルのd側とa側につながっている。導線の電気味、 を流れる電流が作る磁場は無視してよい。 電気素量をe(e>0)とする。以下の問い 2019年度 静岡大-後期 問3 次にスイッチSを3側につなぎ, コイルに電気容量Cのコンデンサーを直列 場合を考える。コンデンサーにはt=0において電荷がないとする。 11 (1) コイルを流れる電流を時刻tの関数として、解答用紙にグラフを描け。電流 下図中の矢印を正の向きとする。また,縦軸(電流)については最大値を明記す [解答欄) 電流 最大値 (配点 35%) 対 問1 初めに、コイルabed に接続されたスイッチSを1の位置にし、コイルには電 0 2元 4元 イ いようにした。問1では, コイルの辺 cd がy> 0 の領域にあるときを考える (1) 時刻:において, コイルの辺 cd の速さを求めよ。また,速度ベクトルと恐。 の のなす角度はいくらか。 1 (2 コイルの辺 cdの導線の中に存在する電子を考える。この電子が時刻において (2) 時刻において,コンデンサーで消費される電力を求めよ。 い ローレンツカの大きさを求めよ。また,この力の向きは次の選択肢のうちどれね。 かの記号で答えよ。 (3) この消費電力の時間平均を求めよ。 選択肢:ア):x軸正の向き,(イ):x軸負の向き,(ウ):y 軸正の向き, C 日:y軸負の向き, (オ): z 軸正の向き,(カ): z 軸負の向き) y B 3 コイルの中には電荷の分布が生じ, (2)のローレンツカとつりあう電場かハッ の電場によって生じるコイル全体での誘導起電力の大きさVを 回転方向 b V=V,|sin(wt + φ)| P と表すとき、V。とφを求めよ。 問3 (1) における電流の向き a また、電位が最も高い点は次の選択肢のうちどの点か。(ア)から(エ)の記号で蓄える X R 機 選択肢:):a, (イ): b, (ウ) : c, (エ): d} 0 -1 C O スイッチ S 1 以下の問では、コイルの辺 cd の位置はy>0 の領域には限らないとする。また。h 答えても良い(ただし、φは用いないこと)。 るい 問2 次にスイッチSを2側につなぎ、コイルに抵抗値Rの抵抗を直刃 る。 (1) 時刻tにおいて, 抵抗で消費される電力を求めよ。 (2 この消費電力の時間平均を求めよ。

(1)の問題で、なぜT1にマイナスがつくのかが分かりません…(;_;)教えていただけると嬉しいです(＞＜)よろしくお願いします！🙇‍♀️

-こ oe 2 ⑦ルoe SD 長谷0.郊鹿の一様な大きの棒を」 次のように糸でつる 静 止させた。各図に示された系の張力の大きき 作, 7 長きァを求めよ。 ① ーー ③ ] に ンー 8 0.60m と ゃ ee 、 必要陸

辺daと辺bcに生じる誘導起電力は、 それぞれ a→d、b→c となるみたいなのですが、それはなぜですか？

入れる困旬の組合せとして最も適当 zoos Fo0-9⑨のうちからく[5 Dod を一のさで方に動かすと、 電導にようて半 する癌生が生じる。その大きさをどこかる。 これと同和還 ようなab と巡cd を同じだけ長くした表方回 abed を同じ一の和 さでお方に動かす、このとき生じゃ請息電力の大きさは また 図 5 でボすような辺da と辺 bc を同じだけ長ぐした明記加bd を還じー 9加さで右方に動かす。このとき生じる請起電力の大ききは| . まだ しどの回中も運動を始めるときの辺 da の下流からの硬区は等しく、 形せす. 電線と辺 da が平行を保ったまま同一平面内を運動する。また、図4 較 5にはもとの正方形回路が点線で重ねて描いてある。 2 トO | ypeeet | rspexsn 9 | ykpeenl| reeun 9 | ykpexeu/| reoesp ⑨ | Yeero、 | yaoeka 9 | ykwuel| rewpn @ | yzwue/ | rpsasn 0 | rapese よりも大きい| @ | な5e2ae | yawun @ | なes/| yeoesn

この問題の答えは0.15Jでした。有効数字が2桁なのに15×10マイナス2乗にならないのはなぜですか教えてください(;-;)

SH2058和BEDG2R5IOERGEERRERSGHERESRSo ニー 、] @ばね定数 120N/m のばねに物体がつながれている。 ばねが自然の長さから 5.0X10 fm 縮んでいるときぎ, 物体の弾性力による位置エネルギーは何 J か。 be

(2)を慣性力を使わずに解くことは可能でしょうか？宜しければ解き方も見せていただけると嬉しいです。

図のような三角柱 ABC一DEF を荒い水平な面を持つ台車の上におき, 台車を加速ささること を考える. 三角柱は図のように台車の進行方向と面 BCFE が直角になるように置いてある. 重 力加速度の大きさを , 三角柱と公との間の静止訂作数んた して以下の問いに答えよ. (1) 三角柱の重心と面 BCFE との距離 x,, 面 CADF との距離 x。, 面 ABED との距離 。 を求 めよ. (の) を大ききなの加速で前(人且の向き) きせたが三角柱は人車の上に各上したままで あった. 台車の前進加速度の大ききを大きくしていったところ, 加速度の大きさが oo を超え たときに三角柱はすべることなく倒れはじめた. oe を求めよ. (3) 次に再び静止状態に戻して, 台車を大ききの加速度で後退させた, このときは三角杜は人 車の上に藤止 していたが, 徐々に加速度を大きくしていったところ。 後退加速度の大きさが 放 と超えたときに三角柱は倒れはじめた. 三角柱は台車上で辺 AC を還に倒れはじめるか, も に それともゃ辺 AB を軸に 倒れしはじめるか, 答えよ. のNe の EPS