学年

教科

質問の種類

物理 高校生

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。

解決済み 回答数: 1
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:

解決済み 回答数: 1
物理 高校生

定期テストで、この物理の問題が出題されました。 解説はありませんでした テスト中はほぼ分かりませんでした 解き直しで、途中まで、手探りでやって見ました 見てろらえるとありがたいです

図のように,下端を床に固定したばね定数kの軽いばねの上 端に質量mの薄い板がとりつけられている。鉛直上向きにy軸 *をとり,板のつり合いの位置を原点とする。時刻0で, 質量m の小球が板の真上y=hから, 初速度dで自由落下を始める。同 時に,つり合いの位置y=0にある板に鉛直下方向の初速度を与 え,周期Tの単振動を開始させる。その後の運動の間, 板は水 小球 h stor Yey 平を保ち,床と接触することはないとする。 時刻-Tのときに 0+ 小球と板が初めて弾性衝突する(1回目の衝突)。重力加速度の大 きさをgとする。 床 板に衝突直前の小球の速さを求めなさい。 2ッh 問2~小球衝突直後の板の速さを求めなさい。 問3衝突後、板は新たな単振動を始めるが, 振動の周期は変わらない。その周期を求めな さ し+年M =Mu い。 一問4新たな単振動の振幅を求めなさい。 問5 時刻Tに2回目の衝突が起きる。 時刻0 で板に与えた初速度の大きさをg, hを用い て求めなさい。 mレ =限t 問6 1回目の衝突後に小球の上がる高さを求めなさい。 んみ吸=K 次に、粘性の強い小球で実験を行った。 板の真上 y=hから, つり合いの位置に静止する板へ質量 mの小球を初速度 0 で自由落下 させた。小球と板は一体となって単振動を開始した。 問7 小球と板の最も下がる位置yを求めなさい。 00 令和3年度1学期期末試験 3年.doc 2/4

解決済み 回答数: 1