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物理 高校生

【物理 電磁気学】 以下の問題について。 (3.)の解答赤マーカー部分がなぜ成り立つのかが わかりません、、詳しい解説お願いします!

561. 磁場を横切る金属棒$ 図のように, 水平な xy平面上でァ軸に平行となるよう に, 電気抵抗がなく十分に長い 2 本の導体 レールP, Qが間隔 7 で固定され, Pは接 地されている。 2 本の棒 1 , 2 がy軸に平 行にレール上に置かれ, ヶ軸の方向になめ らかに動くことができる。棒1, 2の質量はそれぞれ zi, Zzz, レール間に渡したとき の電気抵抗はそれぞれ 束,,。 である。ァ=0 の部分には, 鉛直上向きに磁東密度の大き さきがちぢの一様な磁場がかけられている。棒 2 をァ>0 の部分に速度0 で置き, 棒1を ァぐ0 の部分から初速度 (>0)ですべらせるとき, 次の各問に答えよ。 (1) 棒1がァー0 を通過した直後に, 棒 1 に流れる電流 7。の大きさと向きを求めよ。 (2) 棒2を流れる電流が7になったとき, 本2が受ける力チの大きさと向きを求めよ。 (3) (②)のとき, 微小時間 7 あたりの秩 2 の速度の変化は 。ニーー であり, 棒2 の運動量の変化は zzゅニル7 と表される。このとき, 棒1が受ける力から棒 1 の運 動量の変化が求まる。これを利用し, 棒1, 2 の運動量の和が保存されることを示せ。 (4) 時間が十分に経過すると, それぞれの棒の速度は変化しなくなった。このときの 棒 1 の速さとレールQの電位を, ヵ。 を用いてそれぞれ表せ。 (13. 東京工業大 改)

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物理 高校生

(2)で、物体と板を一体とみなして 3m a=k(x0−x)−3mgで解いてもいいんですか?

発展例題 |の② 重なった 2 物体の振動 軽いばねを鉛直に立てて下端を固定し. 質量 久 の板を 物本 ばねの上端に取りつけ, 板の上に質量 27z の物体をのせた | 』1 多 こころ, ばねが自然の長さから x。 だけ縮んで物体と板は 具 選 = 静止した。このときのばねの上端の位置を原点Oとして。 の 詞「 に ” 長 鉛直上向きにと軸をとる。ばねをつりあいの位置から。 さき 辻 だけ押し縮め。 静かに手を放したところ。 物体と板は一体 | マー 雪 となって単振動をした。重力加速度の大きさ をりとする。 (1) このばねのばね定数 を求めよ。 (2) ばねの上端の座標がとのとき, 物体と板の加速度 (鉛直上向きを正) と. 物体 が板から受ける垂直抗力の大きさ を求めよ。 (3) 単振動の周期 7 を求めよ。 (4) 物体が板から離れないために, 7 が満たすべき条件を求めよ。 [庄先玉 (2) 物体と板のそれぞれについて運動方程式をつくる。 (⑬gニーw'x を使う。 (4) 物体が板から離れない ラ (重直抗力の大きさW)>0 全量較 (1) 物体と板を一体とみなすと, 力のつりあいから,。 32%の 0 (2) 物体と抜にはたらく力は右の図のようになる。物体と板の運動 方程式はそれぞれ, ん%o一3229三0 よって, ん ・物体 : 22242ニパー2229 …① ・板 。: 2g三ん(xo一ヶ)一パー7zg -…② ①せから, 37z6三を(Xo一*)一3779デモーん (1)の ーー3放9三0 を利用 が 2 つの 3カイ Ne ①から, が=2zz(9+の)=2xg(1ー三) …(④

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