基本的なことだと思うんですが、(4)の回転数はなぜ(運動エネルギー)/(仕事)で出せるんですか？

25. 【サイクロトロン) 荷電粒子を高エネルギーに加速するサイクロトロンのはたらきについて考えよう。 サイクロトロンでは, 図に示すように, 二つの半 交流電圧 円形の金属箱D,, D, (形が文字1D に似ているので, ディーとよばれる)を真空容器に入れ, 半円の面に 垂直に磁場を加える。 D, と D, の間に交流電圧を加 B イオン源C B えておき, 中心にあるイオン源Cで正電荷 質量 イオンビーム をもつ粒子pを作る。 D, より D, の方が高い電位 であると, C で作られた粒子 p はD, に向けて加速 D D。 される。D, に入ると, 一様な磁場があるので, 粒 子pは円運動をする。 D, の中には電場がないので, 粒子pの速さは変わらない。 粒子 p が 半円形を描いてD, から出たときに, D, より D, の方が高い電位となるように交流の周波数 を選ぶと,粒子PはD,に向けて,さらに加速される。このように, 粒子pは, D, と D2の 間で加速され,加速されるたびに半径が大きくなるようにして円運動を続ける。 そして,そ の半径がディーの半径に近づいたところで, 粒子pを外に取り出す。 D, と D,の間を粒子pが通過する時間は十分に小さく無視してよいものとする。また, 粒子pは磁場に垂直な平面内を運動するとして, 次の問いに答えよ。 (1)粒子pが速さ vで速度に垂直な磁東密度 Bの磁場の中に進入すると, 磁場に垂直な 平面内で等速円運動をする。 その半径と周期をそれぞれ求めよ。 また, その周期の特 徴を述べよ。 イオン源 C で粒子 pが作られたとき D, と D。 の電位差は最大で, 粒子 p は加速され てD, に垂直に入射した。粒子PがD, 内で半円を描いた後D, から出たときにD, と D。 の間における加速が最大になる交流の周波数を求めよ。 (3) 交流の周波数を(2)で求めた値に固定しておけば, 粒子pはD, と D, の間を通過する たびに加速される。 このように, 粒子 p は, D, と D, の中を, 半径は徐々に大きくな るようにして円運動を続けて,その半径が Rになったとき,外に取り出されるとする。 このときの粒子pの運動エネルギーをR, B, m, qで表せ。 (4)粒子PがD,と D,の間を通過するときのD, と D,の電位差をV,とすると, (3)の場合, 粒子pは作られてから取り出されるまでにおよそ何回転したか。 ただし, イオン源C で作られたときの粒子pの運動エネルギーは無視できるものとする。

物理の電磁気の問題です。写真の三番のところなのですが、答えの意味が分かりません。電磁気が左向きになぜ働くのか、そしてなぜ力のつりあいが成り立つのかが疑問です。どなたか教えてください

EX1 水平面上に2本のレールがしの間隔で 磁束密度 Bの磁場を鉛直下向きにかけ, 敷かれ,左端はRの抵抗で結ばれている。 b Q R 外力を加え,右へ一定の速さひで動かす。 R以外の抵抗は無視できるとして (1) 」き求めよ。 a P B PQ 間を流れる電流の大きさIと (2) PとQではどちらが高電位か (3 外力の仕事率Pを求めよ。

ふと思ったんですけど、外力って何でしょうか？ さらに、この問題の(3)の外力って何があたりますか？

参則的な場合もあるが, まずはこの流れをしっかり身につけたい。 たお。電流Iがつくる磁場の影響までは考えなくてよい。 EX1 水平面上に2本のレールが1の間隔で 敷かれ,左端はRの抵抗で結ばれている。 磁束密度Bの磁滋場を鉛直下向きにかけ, レール上を滑らかにすべる導体棒 PQに 外力を加え,右ヘ一定の速さ ひで動かす。 R以外の抵抗は無視できるとして (1) PQ間を流れる電流の大きさIと向きを求めよ。 (2) PとQではどちらが高電位か。(3) 外力の仕事率Pを求めよ。 b Q R P B 国(1) PQ間を電池に置き替えると右図の回路になる。 b オームの法則より vBL I= R) P→Qの向き R/7。

物理基礎の力学的エネルギー保存則のところです。 式の立て方を丁寧に教えてもらえると助かります。

類題 17 長さ[m]の軽い糸におもりをつ けた振り子がある。図のように, 糸が鉛直方向と 60°をなす点Aか ら,おもりを静かにはなす。 このとき,おもりが図の点Bと 点Cを通過するときの速さ VB, Vc[m/s] を求めよ。重力加速度の 大きさを g[m/s°]とする。 5 60° 0 4 0 3 A C B

この2問が解けません！ どうして二枚目の写真の線で引いたところの答えになるのでしょうか、、 解説お願いしたいです！！

150,自由落下 質量0.50kg の物体が, 高さ 20㎡の点Aから自由落下した。 次の各間に答えよ。ただし, V2=1.41 とする。 (1)物体が地面に達する直前の速さは何m/s か。 0.50kg A →2 B Om 不景 手 お5 20m 15m 答 (2) 物体が高さ 15mの点Bを通過するときの速さは何 m/s か。 1G1 Aハ 寺ロI I

写真の(1)の質問です。 公式のV=vBdのvは"一定の速さ"ですよね。でもこの問題の場合、重力が働くので速さは一定じゃないですよね。…え…？ なぜこの公式が使えるのか教えてください😭

272 V章 磁気 536.磁場中を落下する導体棒図のように,真空中(透磁 率 )で,鉛直方向に間隔dで固定された十分に長い平行 導体に沿って,なめらかにすべる質量mの導体棒の動きを 考える。導体棒は, 常に平行導体と垂直を保ちながら電気 的に接触し,平行導体の上端に接続された抵抗値Rの抵抗 を通して閉回路を形成する。 ここで重力が鉛直下方にはた らいており,強さHの一様な磁場が水平に導体棒と直角の 方向にかかっている。 ただし, この磁場は電流の影響は受 けない。重力加速度の大きさをgとし, 鉛直下向きを正と して,次の各問に答えよ。 (1) 最初,導体棒を支えておき, 静かに手をはなすと移動 を開始する。その速度の正の向きの大きさがoになった とき,閉回路に生じる誘導起電力の大きさと, 流れる電流の大きさを求めよ。 (2) このとき,導体棒を流れる電流が磁場から受ける力の大きさと向きを求めよ。 (3) このとき,導体棒に生じる加速度の大きさと向きを求めよ。 (4) 導体棒が等速度運動をするようになったときの速さを求めよ。 R 538. 心C が、 てし け m (1 (2 のル 53 (13. 三重大 改) 例題45 537.磁場中の導体 図のように,十分に長い2 _S2

(3)なのですが、なぜrの抵抗が、誘導起電力によって生じた電池より上にあるのですか？

418 導体棒に生じる誘導起電力(電池を含む回路格)磁束 密度B[T]の一様な磁場が紙面表から裏向きにかけてある平 面上に、2本の滑らかなレールを平行に距離/(m]隔てて置 いた。レールどうしは起電力 E[V]の電池をはさんで右図の ように接続してある。質量 m[kg], 抵抗値ヶ[Q]の導体棒 ABをレールに対して垂直な状態で置き, 静かに手を放す。 (1) 手を放すと導体棒はどちらに動きだすか。図の左か右で答えよ。 (2) 導体棒の速さがっ[m/s]になったとき, 導体棒に生じる誘導起電力の大きさを求 B 8 165 B めよ。 (3) (2)のとき, 導体棒に流れる電流の大きさを求めよ。 (4) 十分時間が経ったとき,導体棒に流れる電流の大きさを求めよ。 (5)(4)のときの導体棒の速さを求めよ。 322 |5編 電気と磁気

すみません苦手すぎて全くわからないので、解き方教えてください🙏💦

第2問 相対速度 鉛直に降っている雨を, 水平な線路上を速さ 4.0m/s で走る電車Aの窓か ら見ると,鈴直と 30° の角度をなして降っているように見えた。 (1) 雨の降る速さ v南 [m/s] を求めよ。 また, 電車Aの窓から見た雨の降る 30°% 速さ vA雨[m/s] を求めよ。 (2) 電車A とすれ違う電車 B の窓から見ると, 雨は鉛直と 60° の角度をな して降っているように見えた。 電車Bの速さ vB [m/s] を求めよ。 のここがポイント 地上から見た雨の速度 び, 電車Aの速度 ひん, A から見た雨の速度 vA階 の関係を、 ベクトルで図示し て考える。ひAmは、 どんとびの始点をそろえたとき、 Uaの終点から び の終点に引いたベクトルで表さ れる。

鉛直面内の円運動について質問です。 なぜ慣性力の分解した力がmvʙ²/rとvʙになるのですか？ 慣性力は、小球とともに運動してるときの見かけの力ですから静止しているように見える、ということであるのにvがあるのは矛盾しているように思えるのですが…。　 教えてください！！！お... 続きを読む

図の半径r[m]のなめらかな半円筒の内面の最下点Aに 向かって,質量m[kg]の小球を水平方向に速さ o[m/s] ですべらせた。重力加速度の大きさを g[m/s°]とする。 (1))小球が図の点Bを通るときの速さ g[m/s]と,面 から受ける垂直抗力の大きさ Ne[N] を求めよ。 (2) 小球は図の点Cで面から離れたとする。 cosO,をひ。 9, rで表せ。 (3) 小球が半円筒の最高点Dを通過するためには, がある大きさ 1lmin &上である必要がある。Umin [m/s]を求めよ。 D .C 9。

解き方が分かりません。教えて下さい。お願いします。 答えはvA=2.8m/s, vB=0.70m/sです。

3 運動量と力学的エネルギー 図のように,曲面と水平面からなる質量4.0kg の台Bが,なめらかな床の上に置かれている。 ここで,台Bの水平面から高さ 0.50mの曲面 上から,質量 1.0kg の小球Aを静かにすべら せた。この後,小球Aが台Bの水平面上を動 いているときの,床に対する小球Aと台Bの速さ DA,UB[m/s]をそれぞれ求めよ。 小球Aと台Bの間に摩擦はなく,運動の前後で力学的エネルギーが保存されてい るとしてよい。また,重力加速度の大きさを9.8m/s° とする。 25 0.50m B 30