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物理 高校生

出来ればこのプリントの答え合わせしていただきたいです🙇‍♀️できる範囲で大丈夫です。お願いします

2糸でつながれた2物体の運動 糸でつながれた2つの物体が、 力を受けて等加 速度直線運動をしている。次の物理量の大きさ を求めよ。ただし、重力加速度の大きさを 98m/s?とし、面はすべてなめらかであるとする。 14.運動方程式の利用② ~2つの物体 の運動へ 8月18日 図のように、 学習時間 (3) A, Bの加速度 糸の張力 Aao向は、Bagの直下 向さもエとてる 200=T 20ya - 2.0×q_8-T Argいて 400=4.6 学習日 分得点 /10 A 2.0kg 糸 まとめ 滑車 とる 接触する2物体の運動 それぞれの物体にはたらいているカを図示し、各物体について運動方程式を立てる。 加速度a(m/s') 例題 G 物体A 質量m,[kg) 物体B 質量m(kg) S(N) 「作用-反作用の関係 BはAから大きさ」の力で押され、 |AはBから大きさ」の力で押し返される。 ) 2.0kg B52いて A, Bの加速度 糸の張力 解 A, B がそれぞ れ受ける力を図示し、 Aは右向き,Bは鉛 直下向きを正とする。 A, Bの加速度は等しく, これをa[m/s"]とし, 糸の張力をTIN)とする。 A 5.0kg F[N) のこ4.6 滑車 1.048N Aの運動方程式:ma=F-f Bの運動方程式:mya=f B 加速度:6 、糸の張力: 9.2へ (4) A, Bの加速度 糸の張力 Aatoe Biaら直下向は を正とする。 10XA=T 6,0xa=1.0x9-8-7 700=55.8- a= 8.4 )2.0kg A (1) A, Bの加速度 AとBがおよぼしあう力 1 接触する2物体の運動 らかな水平面上で接触している2つの物体が、 水平方向に力を受けて等加速度直線運動をして いる。次の物理量の大きさを求めよ。 例題 A, Bの加速度 AとBがおよぼしあう力 解 A, Bがそれぞれ受 ける力を図示し、 右向き を正とする。A, Bの加速度は等しく, これをa [m/s)として、AとBがおよぼしあう力の大き さを/N)とする。 A, Bのそれぞれの運動方程 式は、 A:2.0Xa=10-S B:3.0Xa=f 式D, 2から」を消去して、 (2.0+3.0)Xa=10 式2に代入して、 S-6.0N 加速度:2.0m/s?, およぼしあうカ:6.0N ※A, B が受ける鉛直方向の力は, 運動方向の 成分をもたないので, 省略している。 図のように、なめ A B 1.0kg 1.0kg 2.0kg 滑車 た向を死する。 [oxa=タ0ーf 2.0 ×a - 3.0のン9.0 |9.0N A:5.0×a=T …D B B:2.0×a=2.0×9.8-T …(2 AK クいて Gり6.0kg Bについて AKいて て aC]式D, 2からTを消去して、 B (2.0+5.0)×a=19.6 式Dに代入して、 T=14N A 3.0kg NT a=2.8m/s? TN] 1T) 2.0kg ハスの 加速度:久の、およぼしあう力:、ON (2) A, Bの加速度 AとBがおよぼしあう力 5.ox0:24-f向を取する 30×Q-f 、0a- 24 TION 加速度:2.8m/s?, 糸の張力: 14N 0C 6.0x4.8N A B 5.0kg 3.0kg 加速度:4m/ 糸の張力: 8.4N (5) A, Bの加速度 糸の張力 Ala 動色上向す、田動画下向き を正とする え0メa=T-3ox4.8 2.0x ひ - 2,0× 9-8-T Aにつ1 Bでて 500= 24.4+19.6 ン9.8 Aについて >ulm/s"] Bについて 1T[N) 24N T[N] 滑車 Aにクい7 a=ヌ0 alm/s°) …D …の |2.0×9.8N 糸 (1) A, Bの加速度 糸の張力 た向さを正とする。 |B 3.0kg 2.0kg A 加速度:え0/、およぼしあう力: 20N (3) A を押す力 AとBがおよぼしあう力 石向きを正とする 30メえ0= F-f 40×3、0=f / = F B 2.0kg 3.0kg 糸 a=2.0m/s? → 3.0m/s' |10N TOL 金金 A B 2.0 xa =T 3.0メ0= 10-T Kでて的 Aにグて例 3.0kg4.0kg Alye」 ス49 48N 50-10 T(4 Aについて PKて a=2 30% 加速度:98m、糸の張力: 3/ (6) A, Bの加速度 糸の張力 Aについて →m/s) 滑車 加速度:2ト/ (2) A, Bの加速度 糸の張力 石向をとする 40×A=T 2,0K a= (8-T 6.00:18 a=3-0 1ON 糸の張力:名0N Ara分直と向く B卵分下を) 押す力:/N (4) A を押す力 AとBがおよぼしあう力 布向さを正とする えo×2.0- F-f (0X2、0-f およぼしあう力: 20N → 2.0m/s Bについて B 1とする A 4.0kg ト(N) →a(m/s'] 2.0kg AL5.0kg 糸 18N 20KQ-T 5.0Xa =50x9.ヤーす 7.00 49 A B 3.0kg 1.0kg Aにつけ、 aC 2.0kg Bについて Aにつて A が受ける力,Bが受ける力を混同しない ように,力を図示するとき, その作用点は、 力を受ける物体の内部に示すとよい。 Arがて について 2.0% 全 2.01 a- 久0 ① 0 合 園 [NH およぼしあう力: 2-0N 2.0×2N Sox-5 10Mが、糸の張力: (4N 押す力:8.0N 加速度:又0m. 糸の張力: /2N [Nt 加速度:

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物理 高校生

106(オ)がわからないです

(2)図の最初の状態にもどる。すなわち,各スイッチは開いており、 (4)各コンデンサーの耐電圧(耐えられる電圧の限界)がすべて 45Vであるとき,合成コンデ C, Dの電位はそれぞれ Va=V(V), Va=Dオコ×V[V). [V/m]である。導体板 A, B, C, D間に蓄積されている静電エ 図1のように、十分に広い面積Sをもった平行板コンデンサーにおいて, 左側の極板Aは この状態でスイッチ S.のみを閉じた。このとき, 専体板A, B, どの導体板にも電荷は蓄えられていない。次の2つの操作後の結果を比較しよう。 d(m)、2d (m), 3d[m) とする。ここで, dは導体板の辺の長さ aと比較して十分小さいと する。国中のS,Sa. Siはスイッチを表している。 電源Vは電圧「V[V) の直流電源であり。 操作a):スイッチ S」を閉じ,しばらくしてスイッチ S,を開く。 それからスイッチS.を る文章を解答群から選べ。ただし、 数式は C, V、 dのうち必要なものを用いて答えよ。 2つの導体板 A, Bを平行板コンデンサーとみなしたときの電気容量を CIF) とする。 導体板Dは電源の負極とともに接地されている(接地点の電位を基準V とする。 また。 84 コンデンサー 85 標準間■ A つり最初の状態ではどの事体数にも電荷は書えられていたい。 °104.(コンデンサーの合成容量) 6.0Vの直流電源Eと,電気容量がそれぞれ 3.0μF, 1.5μF, 2,0μF, 2.0μFの4つのコンデンサー Ci, Ca, Cs, C4を図のように 接続し、十分に時間を経過させた。各コンデンサーは,接続する前 は電荷をもっていなかったものとして,次の問いに答えよ。 (1) 4つのコンデンサーの合成容量 C [uF] を求めよ。 (2)各コンデンサーに加わる電圧 Vi. Vz, Vs, Va [V), および蓄えら れた電気量Q,Q, Q, Q [C] を求めよ。 (3) 各コンデンサーに蓄えられた静電エネルギーの合計び [J] を求めよ。 C C。 S」 し ×V (VJ, Vo=UV である。導体板BとCの向かい合 C。 れらの間の空間に発生する電場は図で右向き, その強きは AB C E ネルギーの合計はオ|×CV2[J] である。 通体所の間属は拡大して かいてある ンサーとしての耐電圧 Vimax (V] を求めよ。 105.(ばね付きコンデンサー) (10 群馬大) 閉じる。 固定されているが、右側の極板Bは壁に固定されているばね (ばね定数k)につながカて。 て、Aに平行なまま動くことができる。極板が帯電していないとき, ばねは自然の長さのい 態にあり,極板間の距離はdであった。次に,図2のように,極板Aに正, 極板Bに自の筆 荷を徐々に帯電させるとばねは徐々に伸び,最終的に極板Aに +Q, 極板Bに -Qの雷益た 帯電させたところ, ばねの伸びが 4d (Ad <d), 極板問距離がd-ddとなったところでつり あった。真空の誘電率を Eo, 空気の比誘電率を1とする。また, ばねおよび壁の帯電, 重力 の影響はないものとする。次の問いに答えよ。ただし, (2)~~(5)は, Eo, d, k, Q, Sの中から 必要なものを用いて解答せよ。 (1) 電気力線のようすを図3に矢印で表せ。 極板間の電場の強さEを求めよ。 極板Bにはたらく電気的な力Fを求めよ。 (4) dd を求めよ。 (5) 極板間の電位差Vを求めよ。 ここで、極板Bを固定し、極板Aに +Q. 極板Bに -Qの電荷 を帯電させたまま、極板間に、比誘電率2の誘電体を図4のよう にゆっくりと差しこんだ。 6 このときの電気力線のようすを図4に矢印で表せ。 (7) Bにはたらく電気的な力は,(3)と比べてどうなるか。 を開く。 初めに操作(a)による結果を考察する。操作終了後,導体板CとDの間の電場の強さは 一カ(V/m] であり,導体板Aの電位は Via=Lキ ×V(V) である。このとき、毒体 新間全体に蓄積された静電エネルギーは,(1)のエネルギーの値オ×CV?[J) の ク]番 である。 一方,操作(b)の場合, 操作終了後に導体板AとBの同に発生する電場の強さはケ (V/m] であり, 導体板Aに蓄えられた電気量は Q=D■コ C) である。 また、事体板 A Bの電位はそれぞれ VAb= サ×1/[V), Vias=■シ×1/(V) となる。この場合、毒 体板間全体に蓄積された静電エネルギーは, (1)のエネルギーの値閉×CV*(J]の ス] 倍である。 したがって、2つの操作後の結果を比較すると次のようなことがわかる。 スイッチS。 を閉じると導体板 B, C間に発生していた電場が消失するので, スイッチを開じた直後。 その分の静電エネルギーが減少する。このとき、 セ」ということがいえる。 (2)の(b)の操作後,しばらくしてスイッチS:を開き、それからスイッチS,を開じた。この とき,導体板Cの電位は V%=[ ソ×1/[V] で, 導体板BとDに蓄えられている電気量 (絶対値)はそれぞれタ×0,[C). 「 チ]×Q&(C) となる。ここで、 &はこのコ(C である。 |セの解答群 3- d-dd- B A B otinl Foom P00000 +Q-91 図1 図2 -Q +Q 図3 +Q *106.(4枚の導体板によるコンデンサー回路) (15 広島市大 改) 図4 (a), (b)で等しくなる 間の静電エネルギーに加算される (14 東京理大改) s」a 51

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