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物理 高校生

類題2の(1)の途中式と(2)のグラフを教えてください!

例題2 等速直線運動と等加速度直線運動 t=0s 入TA 5.0m/s 図のように,小球Aはz軸上を正の向きに 5.0m/s の速さで等速直線運動をし, 時刻 t=0s に原点Oを通過する。また,原点Oに あった小球Bは,時刻 t=0s から等加速度直 線運動を始め,t=10s のとき, c軸の正の向 きに5.0m/s の速さであった。次の問いに答えよ。 (1) A, Bの運動を表すひーt グラフをそれぞれ描け。 (2) t=10s での, A, Bの位置をそれぞれ求めよ。 z[m) 5.0m/s t=10s B (3) BがAに追いつく時刻と,そのときの位置を求めよ。 (1) 等速直線運動, 等加速度直線運動の v-t グラフの特徴に着目する。 (2) Bの位置は, v-t グラフとt軸で囲まれた部分の面積から求められる。または, 加速度を求めた後に,等加速度直線運動の位置を表す式を利用してもよい。 (3) 求める時刻tにおいて, A, Bのひーtグラフとt軸で囲まれた部分の面積が等し くなる。また, A, Bの位置をそれぞれ式で表して考えてもよい。 の 指針 解(1) A, Bのひーtグラフはそれぞれt軸に平行な直線と原点を通る直線である。 (2) t=10s での A, Bの位置をそれぞれ IA, IB として, v-t グラフの面積より, B ひ4 TA=5.0m/s×10s=50 m [m/s) =ー×5.0m/s×10s=25 m IB 2 0.50 t (3) A, Bのひーtグラフと t軸で囲ま れた部分の面積が等しくなる時刻t を考える。右図の2つの着色部分の 面積が等しくなればよいので, -10s A 5.0 t-10s 10 t(s) 0 t-10 s=10s よって, t=20 s このときの A, Bの位置は, 5.0m/s×20s=1.0×10°m AI 別解(2) Bの加速度をaとすると,Bのひーtグラフの傾きより, 5.0m/s a= =0.50 m/s? 10s よって,IB=0m/s×10s+ 1 ×0.50 m/s°×(10 s)°=25 m (3) 時刻すでのAの位置は5.0m/s×t, B の位置はす× 2 0.50 m/s°×と 表されることから, 5.0m/s×t=ー×0.50 m/s。× よって, t=20s 類題 例題2の小球A Bの通動て

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物理 高校生

空気、薄膜、Gの屈折率は空気を1、薄膜2、媒質G3としたとき n12=nになりますか?n23やn13だとどうなるのか教えていただきたいです

め合う膜 92 媒質G上に厚さ4の薄膜があり, 空気中 から単色光が斜めに入射する場合の干渉を考 える。空気中での光の波長を入, 屈折角をの とする。また, 空気, 薄膜, Gの屈折率は それぞれ1, n, neとする。 AAは入射波の 波面で, B,B;は屈折波の波面である。同じ 波面上では同位相である。したがって, A→C→B.→D の経路をとる米 とA→B.→D の経路をとる光との間に位相差をもたらす経路の差は、 B.C+CB.になる。この長さはd, φを用いて表すと (1) となる。 これら2つの光が点 B,で同位相であれば干渉により強め合い, Dの方 向から観測すると反射光は明るく見える。 薄膜の中では光の波長は (である。 n<ncの場合, 各反射面での反射光の位相のずれの有 無を考慮すると, 千干渉して反射光が明るくなる条件は, 正の整数m 用いて(3) と書ける。 え%=6.0×107 [m], φ=60°, n=1.5, nc=1 のとき, 反射光が明るくなる薄膜の最小の厚さは また,Gのみを替え, na=1.4 とすると, 明るくなる最小の厚さは5 [m] となる。 A2 空気 A。 B1 B2 d 薄膜 C 媒質G [m]である (岡山 2枚の平板ガラスA. Rの一

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物理 高校生

IIと|||なのですが、なぜ(n-1)の-1がつくのですか?

図のSは任意の波長入の単色平行光線をとり出せる光源, Hは光の半分を通し残り率。 を反射する厚さの無視できる半透明鏡,M, Maは光線に垂直に置かれた平面鏡である。。 から出た光はHで2つの光線に分かれる。ひとつはHを透過し M,で反射されたあと、H- 反射し光検出器Dに達する、他方はHで反射されたあと, M,で再び反射されてから, Hと 透過しDに達する。Dではこの2光線の干渉が観測される。装置は真空中に置かれている とする。 I M, M。が図の位置のとき,光源原からDに達する2光線の間には光路差(光学距離の差) はなく、2光線が強め合っている。この位置からM,を鉛直下方に距離しだけ平行移動す ると、やはり強め合うのが観測された。!を波長入および整数mで表せ。 I図の位置からM。を一定の重力の中で自由落下させ, Dで光の強め合いを検出した。 落下し始めの強め合いを1回目とし, 時間t後にN回目の強め合いが検出された。重力 加速度gを入,t, Nで表せ。 なお, 落下中M,の面は傾かない。 I M。が距離1だけ鉛直下方に平行移動した状態で, HとM,の間に屈折率n, 厚さdの薄 膜を光線に垂直に入れた。光源からDに達する2光線の光路差を1, , dで表せ。 V Iにおいて, n=1.5, d=2.5×10-* [m]の薄膜を入れて, M:を図の位置(1= 0) に戻 したとき,波長入」= 0.50×10-°[m]で強め合っていた。ここで, 光源sの波長をゆっく りと増やしてゆくとDの干渉光は一度弱くなるが, ある波長入。になると再び強め合う状 態になった。波長が変わっても屈折率は変化しないとして, 入々を求めよ。 実際には アの蒲職のの届折率け油昌が布。て」市値山

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物理 高校生

1で電場の強さの単位は青線のようになっています。ですが2の問題でクーロンとv/mの電場の大きさを掛けると黄色線のようにとニュートンになっています。なぜでしょうか? c✖️v/m=Nになるのでしょうか?

基本例題57)電場がする仕事 基本問題 440, 441, 443, 44 2.0×10-2m 図のように,間隔 2.0×10-2m で平行に置かれた十分に広い 金属板A,Bに電圧 100Vを加え, AB間に一様な電場をつく り,AからBへ1.6×10-19Cの正電荷をもつ粒子を動かす。 (1),金属板間の電場の強さと向きを求めよ。 粒子が電場から受ける力の大きさと向きを求めよ。 人 (3) 粒子がAからBまで運ばれるときに,電場がした仕事は いくらか。 AO 水1日ん 0 大 9.0 100V キ F=qE=(1.6×10-19) × (5.0×109) (1) 電場の強さは, E=V/dの関 係式から求められる。また,向きは, 高電位側 から低電位側への向きとなる。 (2) 電荷が電場中で受ける力は, F=qE と表さ れ,q>0のとき,FとEは同じ向きである。 (3) 電荷が運ばれるときに,電場(静電気力)か らされる仕事は, W=qVと表される。このと き,仕事の正,負に注意する。 指針 =8.0×10-16 N 粒子は正電荷をもつので, 力の向きは電場とほ じであり,AからBの向きとなる。 (3) 電場(静電気力)がする仕事を Wとすると、 W=qV=(1.6×10-19) ×100=1.6×10-7J 別解 W=(8.0×10-16) × (2.0×10-2) =1.6×10-"J (2)の結果を利用すると, W=Fsか 解説 (1) 求める電場の強さをEとする (Point 電場がする仕事とは, 静電気力がす V E=- d 100 と, -5.0×10°V/m Vmと Nedu る仕事を意味する。本問では, 静電気力の向 2.0×10-2 電場はAからBの向きとなる。 (2) 粒子が電場から受ける力の大きさFは, と粒子の移動する向きが同じなので, 電場がす る仕事は正となる。 基本例題58) 電場中での粒子の運動 基本問題 443, 44 電気量Q[C]の点電荷Aが固定されており, そこから 距離r[m]はなれた位置に,質量 m[kg), 電気量q[C]の 粒子Bが固定されている。Q>0, q>0とし, クーロン の法則の比例定数を k[N·m?/C°]として, 次の各間に答えよ。 (1) 粒子Bが, 点電荷Aから受ける静電気力の大きさを求めよ。 2) 粒子Bの固定を外すと, BはAから初沌面 Q m, q A B 無限 れたとそ

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物理 高校生

至急⚠️⚠️⚠️ マーカー部分について質問です。なぜ、問いは「LED2に流れる電流を求めよ」なのに、解答ではLED1の曲線との交点を求めているのですが?

17.(発光ダイオードを含む直流回路〉 大量 最近では高輝度なフルカラーの大型ディスプレイ が街の至る所で見られている。これは赤·緑·青の 光の3原色の発光ダイオード (LED) を使い,これ らの発光色を足しあわせることによって実現される。 ここでは赤色LED1と緑色LED2の2種類を考 える。これらを同じ強度で光らせると黄色の発光が 観測される。 図1はLED1とLED2の電流-電圧特性をそれ 2れ表す。ここでは電流が流れればLEDが発光し、 その発光強度は種類によらず, 消費電力に比例する ものとする。ただし, LEDに流せる電流はともに 1.0Aまでとし, それをこえるとLED が壊れてしま 1.2 I=1.2-0.40V LED1; LED2] 1 0.8 0.2 0 0 電圧 V(V) 図1 う。 (A] 図2は2個の LEDを起電力カEの電池と抵抗値rの 2個の抵抗で並列につないだ電気回路である。 ここで電 池の内部抵抗は考えないものとする。LED1と2の両 端に加わる電圧をそれぞれ Vi, V2, 流れる電流をそれぞ れL, Iaとする。 (1) EをIムと Viとrを用いて表せ。 次に E=3.0V, r=2.5Ω とすると, IL[A] と Vi[V] は Iム=1.2-0.401Vi の関係式となり, 図1の直線で表される。この場合, LED1 の曲線と直線の交点がLED1に流れる電流とその両端の電圧になる。 (2) LED1に流れる電流I」[A] を求めよ。 (31 LED2に加わる電圧 V2[V]を求めよ。 (4) LED 2 の消費電力を求めよ。 (5) LED1の発光強度は LED2の発光強度の何倍か求めよ。 (B] [A] の場合に合成した2色の LEDの発光色は赤色の成 分が多いので, 黄赤色の LED発光であった。次に緑色成分の 多い黄緑色のLED発光色を実現するために, 図3のように LED1と LED2を直列に接続し, 電池を 8.0Vにした。また, 抵抗は LED が壊れないように取りつけた。 'LED が壊れないための抵抗値r[Q] の最小値を求めよ。 最初に,図1からわかるように電流が流れている場合には LED1に加わる電圧 1V4[V] と LED2に加わる電圧 V2[V]の間には V2=Vi+1.0 の関 係がある。ここで r=2.5Ω とする。 スル E- 250 2.52 Vi V。 LED1 LED2 図2 10.44 LED1 V V E 8.0V LED2 図3 の回路を流れる電流Iと電圧 1V.の関係式を求めて, 図1にそのグラフをかけ。 WLED2に流れる電流を求めよ。 9 LED2の発光強度は LED1の発光強度の何倍か求めよ。 (20 大阪工大) d,H 電流IA

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