ローレンツ力の問題についてなのですが、フレミングの左手の法則をどのように利用すれば良いのかわからないです。

基本例題 58 ローレンツカ 真空中で図の正方形 abcd の内部を磁場が紙面に対して垂直 に貫いている。いま, 質量 m[kg〕,電気量e [C] の陽子が, a から 〔m〕 離れた図の位置から ad に垂直, かつ磁場に垂直に 速さ [m/s]で入射し, aとbとの間から abに対して垂直に 磁場の外へ飛び出した。 磁場は abcdの内部のみにあり, 一様 であるとする。また,陽子は紙面内を運動するものとし,重力の影響は無視する。 (1) この磁場の向きと磁束密度の大きさを求めよ。 (2) 陽子が磁場内に入射してから磁場の外に飛び出すまでの時間を求めよ。 解答 (1) ad に垂直に入射した陽子が, ab に 垂直に磁場を抜け出たことから, 陽 子は点aを中心とする半径r[m〕 の円軌道を運動し, ローレンツ力は 軌道の中心点aを向いていたことが わかる。フレミングの左手の法則よ り 磁場の向きは紙面の表から裏の 向きである。 磁束密度をB[T〕 とす ると,等速円運動の運動方程式より POINT 指針磁場に垂直に入射した荷電粒子は、磁場から運動方向に垂直なローレンツ力fを受け,こ の力を向心力として等速円運動をする。磁場の向きは,正電荷の運動の向きを電流の向き として, フレミングの左手の法則で考える。 2² m = evB r mo よって B= (T) er (2) 磁場内の円弧は円の4 180 向心力=ローレンツカ V 2πr 4 磁場内における荷電粒子の運動 a m- n² =qvB d 分の1だから, 飛び出 すまでの時間を t〔s] とすると vt== a Tr よってt=- [s] 2v b

電流と磁場のもんだいなのですが、（7）フレミングの左手の法則をどう利用したら良いのかわからないです。

とする。 7. 荷電粒子 (電気量の大きさg) が磁束密度Bの磁場 (紙面の裏から表 向き)内で、速さv等速円運動している(右図)。 粒子が磁場から 受けている力の大きさを求めよ。 また, この粒子の電荷は,正か 負か｡ 基礎 CHECK の解答 1. 直線電流がつくる磁場の式 「H=- より 2.0 2×3.14×0.10 H= ≒ 3.2A/m. 2. 円形電流がつくる磁場の式 ｢H=- 0.80 2×0.20 H=- =2.0A/m 3.1m当たりの巻数 n= I 2πr 200 0.10 I 12/17」より 2r =2.0×10°/m ソレノイドを流れる電流がつくる磁場の 式 「H=nI」 より V 4. フレミングの左手の法則を適用する。 導 線が受ける力の向きは右向き。 5. 電流が磁場から受ける力の式「F=IBU」よ り F=2.0×(5.0×10-)×0.10 =1.0×10-3N 6. 平行電流が及ぼしあう力の式 「F=WIL」より 2πr F=(4m×10-7)×2×4 -x1 2×0.2 =8x10 N 7. ローレンツ力の式より f=qvB フレミングの左手の法則より, 粒子は正電 荷であることがわかる。

どうしてA 地点の速さが０なんですか？

フックの法則 F = kx -kx² - -kxB² XA ばねの伸び)x 物体の運動 夢の」 ーxグラフの 弾性力による p.100 96 高点から,小球が静かに下り出 h し, なめらかな曲面に沿って進み, 高さ 1/72 [m]の点Bを通 過して、水平面上の点Cに到達する。重力加速度の大きさ をg[m/s2] として,次の各問に答えよ。 (1) 点Bにおける小球の速さvB[m/s] はいくらか。 (2) 点Cにおける小球の速さ vc 〔m/s] はいくらか。 指針 小球が曲面から受ける垂直抗力は, 移動する向き と常に垂直にはたらき, 仕事をしない。 小球は,重力だ けから仕事をされて運動し, その力学的エネルギーは保 存される。 解 小球の質量をm[kg] とし, 水平面を重力による位 置エネルギーの基準とする。 A,B,Cの各点における 運動エネルギー, 重力による位置エネルギーは,表のよ うになる。 (1) 点AとBで力学的エネルギーは保存されるので, h 22 2 403 -mx0² +mgh=12₁ -mvB²+mg x· 2 1/2mgh = 1/23mo 2 UB=√gh [m/s] mvB² レギーは保存されるので , h h A B A h 2 速さ 0 UB ・B UB 1 ・B 基準の高さ -mx02 -mvB² 運動 重力による [エネルギー [J] 位置エネルギー [J] mgh mg x Vc Vc h 2 C 高さ 0

①がわかりません。 初めに求めた平均の速度を平均の加速度を求めるときに使わないのはどうしてですか?

抵抗 Chapter 2 平面内の運動 Step 1 ① 平均の速度の向きは,変位 AB の向きと同じ。 よって, A からBの向き 150807 また、平均の速度の大きさ(m/s] は, |4| 3.6 4t 2.0 平均の加速度の向きは、速度の変化の向きに等しい｡ よって, 南東向き また、平均の加速度の大きさ|[m/s2] は, |45|_ 2.0/2 |||= 4t 2.0 |5| = RE GO+JEST A = 1.8[m/s] ≒1.0×1.41=1.41≒1.4[m/s2] ② 川上を正の向きとして, 川上に向けて泳ぐときの速さv[m/s] は, 'v=1.6+(-1.2)=0.4[m/s] 川の流れに対して垂直に泳ぐときの速さ 〔m/s〕は,右図のよう にベクトルを合成して, v' =√1.62+1.22=2.0[m/s] VA 3.6m 点Aを通過したときの速 度をv, 点Bを通過した ときの速度をとすると, ベクトル図は以下のように なる。 2.0m/s ① p.9 a Av VB IC 物体の速度は、図のように分解できる。 成分とy成分のそれぞ2.0m/s 2

なぜAに左向きの糸の張力Tと、Bに右向きの糸の張力Tがはたらくのですか？

43.2物体の運動 なめらかな水平面上に質量 2.0kg, 3.0kgの物体 A,Bを置いて, 軽い糸でつなぐ。 Aを水平に 8.0N の力で引く。 (1) A,B の加速度の大きさαは何m/s2 か。 (2) AB間の糸の張力の大きさは何Nか。 B 3.0kg A 2.0kg 8.0 N

問3で、導体棒の速さが一定値になった時の速さvを求めるのですが、解答では力のつりあいを用いていました。私は電流0として解こうとしましたが、vが0になってしまいました。電流を0として解くやり方はダメなんでしょうか？

もう一回とく 糸の固定点 ばね A d 0; 図1 0 B Ⅱ 図1のように, 十分に長い導体のレール abとレール cd が, 水平面と角度を なして間隔Lで平行に置かれている。 これらのレールの上には,質量mの導体棒が レールと直角になるように置かれており, レール上を滑らかに移動できる。 また, ac間とbd間には,それぞれ抵抗値 R, の抵抗 1 と, 抵抗値 R2 の抵抗2が接続され ている。 さらに,二つのレールが作る平面と垂直上向きに, 磁束密度Bの一様な 磁場がかけられている。 以下の問1~5に答えなさい。 解答の導出過程も示しなさ い。 必要な物理量があれば定義して明示しなさい。 ただし, レールと導体棒の電気 抵抗, レールと導体棒の接触抵抗, およびレールと導体棒に流れる電流で生じる磁 場をいずれも無視してよい。 (配点25点) 問1 導体棒がレールと平行に下向きに速さで動いているとき, 抵抗 抵抗2 に流れる電流の大きさをそれぞれ求めなさい。 また. 抵抗1 と抵抗2に流れる 電流の向きが, それぞれa→cとc→a, bdとdbのどちらであるか答 えなさい｡ 問2問1の状況において. 導体棒にはたらく力の大きさと向きを説明しなさい。 2023年度 物理 27 3時間が十分に経過すると、導体棒の速さは一定値となった。 を求めな さい。 107 A 問4 問3の状況において,抵抗1と抵抗2で単位時間に発生するジュール熱をそ れぞれ求めなさい。 問5 問3の状況で発生するジュール熱の元となるエネルギーが何か説明しなさ T B 抵抗 B₁ b B2 図1 抵抗2 導体棒

なぜマイナスからプラス方向なのに電位がプラスなのですか

(2) 点Qにおける電場の強さEQと点における 電場の強さER では,どちらが大きいか。 また. その考えの根拠も示せ。 -0.5 M 1 2 3 4 5 3570 電荷を運ぶ仕事 次の文中の | に適当な用語,数式,または数値を入れよ。 強さE[N/C]の一様な電場中において,電気量 q [C] の電荷が電場の向きに距離d [m] だけ進むと,電荷が電場から受ける仕事は W=ア [J] となる。 右図の破線は固定された正, 負等量の電荷のまわりの 2.0V ごとの イ を表している。 3.0×10-°C の正電 荷をAからDまで実線の経路にそってゆっくりと運ぶと き, 外力がする仕事は, A→Bの区間でウ J, B→ Cの区間でエ J,C→Dの区間でオJである。 [熊本大改〕例題 72 B C D

(2)です 衝突直後は力学的エネルギー保存しますか？ 衝突直後なので、バネの縮みはほとんど考えないと考えたのですが…。

L₁ 3 図のように, なめらかな水平面上にばね定数k のばねを置き, その左端は固定し, 右端には質量 の小さな物体A を付ける。 一方,長さ1の糸に, m 同じ質量mの小物体Bを付け, 糸の他端を一点Oに固定 する。 糸をゆるめることなく、糸が鉛直線と小さな角度 11 mmmmmmmmmmm をなすように,物体Bを保って, 静かに点Pより放したところ, 物体Bは0点の鉛直 下方で静止していた物体Aと速さで衝突した。 次の問いに答えよ。 ただし,重力加 速度の大きさをg, 物体BとAとの衝突は完全弾性衝突, また,糸とばねの質量は無視 できるものとする。 (1)物体Bを静かに放したときの cos0 の値を求めよ。 (2) 物体BがAと衝突する直前の糸の張力はいくらか。 B (3) 衝突直後のAの速さはいくらか,また, B の速さはいくらか。 (4) 衝突後, ばねの縮みは最大いくらになるか。 P 物体の運動 (5)再び、ばねが伸びて物体AがBと衝突し, B は最初の状態に戻り,それ以後,この 運動を繰り返す。 この場合の繰り返し周期はいくらか。 (50*4** ( (弘前大)

物理 電磁気 (イ)の答えがv0で、 (ハ)なのですが、解答に 運動量保存の式 Mva+mvb=M×0+-v0 と書いていたのですが、加速された直後と衝突前でBの速さが変化していないのはなぜですか？ 衝突するまでにBに働く力はないということですか？

なめらかな水平面上に質量M,正の電荷Qの点電荷Aと,質量m,正の電荷gの点 電荷 Bがある。クーロンの法則の比例定数をko として、次の問いについて答えよ。 (1) AとBが距離だけ離れているとき, (イ)Bに働く力の大きさと向きを求めよ。 (ロ) このときのBの位置エネルギーはいくらか。 ただし、この水平面上でAとBが無 限に離れたときの静電気力による位置エネルギーをゼロとする。 (2) A から十分離れたところでBを電圧VでAの方向へ加速した。 (イ) 加速された直後のBの速さを求めよ。 (ロ) 反発されて引き返す。 Aは固定され動けないものとすると、BはAに近づき, 最も近づいたときのAB間の距離を求めよ。 (ハ)Aは自由に動けるとする。 A,Bが近づき,反発して十分離れたとき, A の速さを 求めよ。なお,この一連の運動は完全弾性衝突とみなすことができる。

この問題の（５）が分かりません！ なぜAが初め静止していた位置から…とかいてあるのに解説の式では ０の２乗－vBの2乗=2(1/3g)l となっているのですか？ 誰か教えてくださるとありがたいです

まさつあり 5 図のように,質量 mA の物体Aをあらい水 平な机の上に置き, 軽い糸でなめらかに回転 できる滑車を通して,質量mの物体Bをつ り下げる。 床から物体Bの下面までの高さを ん とするとき, 次の問いに答えよ。 ただし, 糸は伸び縮みせず、質量は無視できるものと する。 なお、重力加速度の大きさをgとする。 3 (1) m=mAのとき, AとBは動きだした。 4 机の面と物体Aとの間の静止摩擦係数μo を求めよ。 MA A B MB h の大き