物理 (2)(ウ)についてです。 なぜ電場からの静電気力はｰeEではなくeEなのでしょうか。

6 オームの法則と抵抗率■ 次の文中の せよ。 断面積 S[m²],長さl [m] の金属導体中の自由電子の運動モデルより,導体の電気抵 抗について考えよう。 電子が金属中を一定の速さ [m/s] で動き,電流I [A] が流れているとする。この 金属の単位体積中の自由電子の数をn [1/m²〕,電子の電気量を -e [C]として、電 流I[A] を表すと, I ア となる。 イ〔V/m]の電場が生じる。 (2)金属の両端に電圧 V [V]を加えると,金属導体内部にレイ [V/m] の電場が生じる。 金属内の自由電子はこの電場から力を受けながら移動するが, 熱振動している金属 の陽イオンと衝突してその運動を妨げられる。 つまり, 陽イオンは電子の流れに 抗力を及ぼす。この抵抗力の大きさは電子の流れの速さに比例すると仮定し、 [N] で表す (k は比例定数)。 電子は電場から受ける力と抵抗力がつりあって等速 線運動しているとすると,vであり、(ア),(ウ)よりI=土が得られる。 (3)(2)で得られた電流I[A]と電圧 V [V]の関係式より,金属の電気抵抗 R [Ω] および 抵抗率p[Ω･m] は,それぞれ R=オおよびρ=カで表される。 は,それぞれR=オ (4) 金属の温度 T [°C] における抵抗率 [m] は, 0℃における抵抗率を po [Ω・m]. 温度係数をα[1/K] とすると,=ox(キで表される。 考察した金属導体に電圧 V [V] を加えて電流I [A] が流れるとき, t[s] 間 に発生するジュール熱はク [J] で与えられる。 これは, 自由電子の運動モデル より説明できる。すなわち, 導体中の1個の自由電子には負極側から正極側へ静電 気力 がはたらき, t[s]間でその力の向きにコ [m]だけ移動するの [N] で,この電子は(ケ)×(コ)の大きさの仕事をされる。 導体中の自由電子の総数は サだから,ジュール熱 Q [J] は全自由電子がされる仕事の大きさとして Q=(ケ)×(コ)×(サ)となり, t[s] 間に発生するジュール熱ク [J]に等しい。

なぜ一様な電場中だと判断できるのですか？ また、なぜＶabとＶbcが等しいと言えるのでしょうか？できるだけ詳しく教えて欲しいです

物理 させ 後 対す 問5 次の文章中の空欄 オ カ に入れる式の組合せとして最も適当なも のを,後の①~⑨のうちから一つ選べ。 6 図5のように,領域Iと領域Ⅱに,それぞれ右向きと左向きの一様な電場がか けられている。質量m, 電気量g (g>0)の荷電粒子を領域Iの点Aで静かに 放したところ, 点Aから距離dだけ離れた領域Ⅰと領域IIの境界上の点Bを一 さ”で通過した。 このとき, AB間の電位差は オ である。 荷電粒子は点B を通過して領域Ⅱに進入し,点Bから距離 d' だけ離れた点Cで速さが0になっ た。 AB間の電場の強さをEとすると, BC 間の電場の強さE' は カ であ る。ただし,荷電粒子の大きさ,および重力の影響は無視できるものとする。 Q 領域 Ⅰ |領域 Ⅱ 荷電粒子 d d' A B V d2 電場 電 オ 0+ E&= ± m² + & x F= mu² 28 ① ② mva mv2 図5 ⑥ VBC (強さE) (強さE') m² vig BIZ C ⑨ mv2 mv2 mv2 mv2 2mv2 2mv2 2mv2 2q 2g 2g q q q q q q 'd' -E ELE d d E d Vd' 22 d' d EGEGE d d' d d' d EE d E V d' &V=1/2m² エネルギーから考え式 U:gV(位) K=1z/m²(遅) に mu V -69- 28 Vi Ed V-E'd' Ed E'd' E=E 5: d dE d'

物理の電磁気の問題について質問です。この問題の解説のマーカーを引いてある部分が分かりません！どなたか教えてください🙇‍♂️

問5 次の文章中の空欄 オ に入れる式の組合せとして最も適当なも のを,後の①~⑨のうちから一つ選べ。 6 2 図5のように,領域Iと領域Ⅱに,それぞれ右向きと左向きの一様な電場がか けられている。質量m,電気量α (g> 0)の荷電粒子を領域Iの点Aで静かに 放したところ,点Aから距離dだけ離れた領域 I と領域ⅡIの境界上の点Bを速 さ”で通過した。 このとき, AB間の電位差は オ である。 荷電粒子は点B を通過して領域Ⅱに進入し,点Bから距離 d' だけ離れた点Cで速さが0になっ た。AB間の電場の強さをEとすると, BC間の電場の強さE' は カ であ る。ただし,荷電粒子の大きさ, および重力の影響は無視できるものとする。 領域 Ⅰ 領域Ⅱ d d' 荷電粒子 A B V 電場 電 (強さE) (強さE') 図5 D - tmu= AB VA1= 3112 28 ① ② ④ ⑥ ⑦ ⑧ 9 mv2 mv2 mv2 mv2 mv2 mv22m² 2mv² 2mv2 オ 2q 2g 2g q q q q q q カ d d' GEEE -E d -E d'E E E d' d d'

(3)について質問です 中心からの距離がr≦aの間ならOからの距離が遠いほど電気量は大きくなるので電場の向きは半径方向内向き向きをなると考えたのですが、解答では外向きだそうです。どう考えればいいのか教えてください！🙏

リード D 第21章 静電気力と電場・電位 193 372 帯電した球体がつくる電場■ 図1のような,正電荷 Q [C]に帯電した半径a [m] の導体球Aがつくる電場を考える。 クーロンの法則の比例定数をk [N·m²/C2] とする。 (1) 導体球の中心Oから距離[m] (0<r<α) 離れた点における 電場の強さを求めよ。 r (2) 導体球の中心0から距離 [m] (a<r) 離れた点における電場 の強さを求めよ。 次に、 図2のように単位体積当たりの電気量が一定の値 [C/m² a 図 1 + + + + 導体球A A+++at+ ++ + + + ++・ ++ +O++ + + + ++++ 球体B (p>0) である半径α [m] の球体Bがつくる電場を考える。図2 (3) 球体Bの中心0から距離 [m] (r≦a) 離れた点Pにおける電場の強さを求めよ。 た だし,点Pでの電場は, 0 を中心とした半径 [m] の球面の内部にある電荷がつく る電場に等しいものとする。 [17 関西学院大 改] 363 物

⑶のmgcosθ＝mv^2/rの部分でなぜ向心力はmgcosθとなるのでしょうか、できれば図で教えていただけると幸いです。

練習 10 図のように, なめらかな斜面と半径r のな P1 めらかな半円筒面が点Aでなめらかにつなが っている。重力加速度の大きさをg とする。 h1 〔I〕 質量 m の小球を, 点Aからの高さ1 の斜面上の点P1で静かにはなしたところ, 小 球は面にそって運動し, 最高点Bを通過した。 (1)点 B を通過するときの小球の速さを求めよ。 (2) 点B を通過するために, h1 が満たすべき条件を求めよ。 BO 〔Ⅱ〕質量 m の小球を,点Aからの高さん2 の斜面上の点P2で静かにはなしたところ, 小球は面にそって運動し, 半円筒の途中の点 Cで面を離れた。 <BOC=0 とする。 (3) このときの cose を求めよ。 B P2 h2 [Ⅲ〕 質量 m の小球を, 点Aからの高さん の斜面上の点P3で静かにはなしたところ, 小球は面にそって運動し, 半円筒の途中の 1 Cos / BOD = 2 となる点Dで面を離れ, 点 A に落下した。 (4) 点Dで面を離れた小球が点Aに落下す るのは cos BOD = 2 となる点のみであ ることを示せ。 h3 A B A

これは何でm g hはマイナスじゃないんですか？

EX 2 ばね定数 600 N/m の鉛直なばねに質量 2kg のおもりをつけ、自然長の位置で1m/s の初速 を与えた。ばねの最大の伸びはいくらになる か。g=10m/s2 とする。 解 ばねが最も伸びたときには, 物体の速度は0になる。 1/2m+mgh+1/kx2=定より 自然長 000000000 1m/s eeeee 0000 1/1 ×2×12+2×10Z+0=0+0+1/x600 Z2 2 2 1 m/s 3002-201-1= 0 2次方程式の解の公式, および 10 より l = 0.1m

カッコ2って鉛直方向の初速度が同じでも小球bがp点に届かなかったらダメなんじゃないですか？それを考えてない理由を教えて欲しいです🙇

する 際 EEE-1-2 =1-13-1 力学的エネルギーは運動エネルギーと位置エネルギーの和をさすが, 位置エネル ギーは衝突の前後で変わっていないので,運動エネルギーの減少を調べればよい。 27 (1) Aを原点として鉛直上向きにy軸をとる。 落下するのは y = 0 のとき だから, 求める時間をとして公式 2 を用いると 0 = vt₁+(-g) t₁² 20 ... = g (2) 鉛直方向の初速度を同じにする必要がある(するとAとBはいつも同じ高 sin α = さにいる)。 そこで Vsin a = v (3) 最高点に達するまでの時間を とすると,公式より 0=v+(-g)t t2= t として 3 求めると早い この間にBは右への距離を動けばよいので l= (Vcosα)t2= Vv g cos α = g Vu √1-sin² a Vv 2 = 1 √√√√² - v² g 動量保存則より (4) 求める水平成分を vx とする。 水平方向での運 MV cos α = (M+m) vx 衝突直前 Mo m Ux= MV M+m M Vcosa 止 2 cos α = M+m Vx 直後 M+m 鉛直成分は A, B 共に衝突前が0なので 0 水平方向は外力がないので運動量保存は厳密に成りたつ。 一方、 鉛直方向は重力が かかっているが, 瞬間的な衝突では(重力の力積が無視できるため) 近似的に適用し てよい。 問題文にとくに断りがなければ, 瞬間衝突と思ってよい。 (5) 初速 ux での水平投射に入る。 落下時間はt なので 鉛直方向に上がる時間 V²-12 と下りる時間は等しい) x=vt= Mo

カッコ2って点Pに垂直抗力って働いていますか？ 回答よろしくお願いします

005 10 8長さLの一様でまっすぐな棒AB が, 台の 上にその一部がはみだして置かれている。 この とき,A端から長さだけ離れた点Pが台の 端に当たっている。 棒のA端にばね定数んの ばねをつけて鉛直上方に引っ張ると,ばねがα だけ伸びたとき点Pが台の端を離れた。ただ し,台の上の面は十分にあらくて棒は台に対し てすべらないとする。 また, 重力加速度をg とし,I 1/3とする。 L B P 台 eeeee (1) 棒の質量m を求めよ。 また, 点Pが台の端を離れるとき,棒が台 から受ける垂直抗力 N を求めよ。 (2)次にばねをA端からはずし, B端につけかえて鉛直上方に引っ張 ると, ばねがんだけ伸びたときにB端が台から離れた。 6はαの何 倍か。 (センター試験)

・1枚目の写真の基本例題21(3)の解説で 式は0＋1/2×50×x²とありますが(2)のB地点での位置エネルギーは0なのに、なぜ(3)ででてくる位置エネルギーはなぜ0じゃないんですか？ ・2枚目の写真の基本例題22(2)の問題で解説には運動エネルギーと重力による位置エネル... 続きを読む

48 第1編■運動とエネルギー 基本例題 21 力学的エネルギーの保存 104~108 解説動画 ともになめらかな, 斜面 AB と水平面 BC がつな がっており、点Cにばね定数50N/m の長いばねが つけてある。 水平面 BC から 2.5mの高さの点Aに 質量 2.0kgの物体を置き, 静かにすべり落とした。 ただし、重力加速度の大きさを9.8m/s2 とし, 水平面 BC を高さの基準にとる。 (1) 点Aでの物体の力学的エネルギーは何Jか。 2.5m B C (2) 水平面 BC に達したときの物体の速さは何m/sか。 (3) 物体がばねに当たり, ばねを押し縮めていくとき, ばねの最大の縮みxは何mか。 指針 (2),(3) 重力や弾性力 (ともに保存力) による運動では, 力学的エネルギー (運動エネルギー Kと位置エネルギーUの和) は一定に保たれる。 すなわち K+ U =一定 解答 (1) KA+ UA=0+2.0×9.8×2.5 =49 J (3)(2)と同様に, K+U=KA+UA (2) 力学的エネルギー保存則により ばねが最も縮んだとき, 物体の速さは 0 であるから K = 0 KB+UB=KA+UA よって 0+1×50×x=49 1 よって -×2.0×2+0=49 2 v2=49 x²= = 49_7.02 ゆえに x=1.4m ゆえにv=7.0m/s 25 5.02

基本例題30において、周期Tが4.0sなら図bの場合だけでなく次の写真の場合もあるのではと疑問に持ちました。どなたか図bに定まる理由を教えて欲しいです。お願いします🙏

の位置と (3) 変位 y=0 となっている位置O, Q, 149,150 解説動画 QEEL 基本例題 30y-x図とy-t図 図は、x軸上を正の向きに速さ2.0m/s y[m] で進む正弦波の時刻 t = 0s での波形を表 1.5 す。 位置 x = 8.0mでの媒質の振動のよ 4.0 18.0 x (m) うすを y-t図に表せ。 -1.5| 指針 y-x図は波形を, y-t図は振動を示す。 わずか y[m]↑ に時間が経過したときの波形をかき, x=8.0m の点の媒質がどのように動くかを調べて, y-t 図に正弦曲線をかけばよい。 わずかに時間が経過 -したときの波形 1.5 8.0 4.0 x(m) 解答 t=0s の波形から, 波長は 入=8.0m である。 -1.5 波形を示 波の速さの式 「v= =」より、周期は 図 a T=18.0 amy[m]t y〔m〕↑ =4.0 s 1.5 2.0 わずかに時間が経過したときの波形をかくと図 0 aのようになるから, x=8.0mの位置の媒質は 12.0 4.0 は1.5mであるから, y-t図は図bのようになる。 下向きに動く。 t=0s での変位は y=0m, 振幅 -1.5 図 b 6.0t[s 振動を示す