(シ)で直列(問題の図4)と並列(問題の図5)の時のコンデンサーに蓄えるエネルギーを比較しているのですが(シ)の解説で0＜ω^2LC＜2の時とあるのですがどうしてこの範囲になるのか分かりません。 ω^2LCが2より大きい値を取った時は考えないのでしょうか？ 出典:難問題の... 続きを読む

Chapter 1 電磁気 Section 4 交流と荷電粒子の運動 192 例題 35 交流回路② 以下の空欄(ア)~(シ)にあてはまる式または語句を解答用紙の該当す る欄に記入せよ。 また, 空欄(a), (b)にあてはまる答えを図3から選び、 その番号を解答用紙の該当する欄に記入せよ。 る。したがって、同じ電圧振幅 V を発生する交流電源に接続するとき, コンデンサーが蓄えるエネルギーの最大値は直列接続の場合( [J] であり, 並列接続の場合(ク) 〔J〕 である。 また, コイルが蓄え るエネルギーの最大値は、 直列接続の場合は) [J] であり,並列 接続の場合は) [J] である。 並列接続の場合, コンデンサーが蓄 えるエネルギーの最大値とコイルが蓄えるエネルギーの最大値が等 しくなるのはω=)〔rad/s〕のときである。 コンデンサーから放射される電磁波の強さは, コンデンサーが蓄積 するエネルギーに比例するとしよう。 交流電圧源の電圧振幅 Vo を一 として、交流電圧の角振動数を変えて電磁波の放射エネルギーを大 きくしようとするとき, コイルとコンデンサーの直列接続と並列接続 とを比較するとシン) 接続のほうがより強く電磁波を放射すると考 えられる。 図1に示すように, 電気容量がC〔F〕] のコンデンサーを角振動数ω [ rad/s ] の交流電圧を発生する電圧源に接続する。 回路には時間を [s] として,図2に示すようなIo cos wt 〔A〕 の交流電流が図1の矢印の 向きを正として流れる。 t=0s でコンデンサーの電圧は0Vで,コンテ ンサーの蓄える電荷はOCであった。 交流電流が流れることによって 時刻に図1のコンデンサー上側の極板が蓄える電荷は) [C]で あり、コンデンサー両端の電圧は() [V] である。この交流電圧 はコンデンサーの極板間に,時間的に変動する電界を作る。 変動する電界付近には, 変動する磁界が発生する。 図2の0<t< / 200の間では,コンデンサーの極板間の電界の向きは図3の(a) の向きである。この向きの電界の時間変化率は0<t < π/20 の間で正 であり、この間に変動する電界は、コンデンサーの上側極板に流れ込 む電流が,そのままコンデンサーの極板間を流れるものと考えた場合 に発生する磁界と,同じ向きに磁界を発生する。 したがって,0<t <π/20の間にコンデンサー周囲に発生する磁界は図3(b)の向 きである。 この磁界の周りには、変動する電界がさらに発生する。 こ うして、コンデンサーの周りには、次々と変動する磁界と電界が発生 し、周りの空間に伝えられる。 これが電磁波である。 光の速さをc[m/ s] とすると,このコンデンサーから放射された電磁波の波長は(ウ) [m〕 と計算される。 コンデンサーから電磁波を発生させるとき, コンデンサーとコイル を接続した回路がよく用いられる。 電気容量C [F] のコンデンサーと 自己インダクタンスL [H] のコイルを,図4のように直列接続する場 合と,図5のように並列接続する場合を比較しよう。図4の直列回路 I cos at 〔A〕 の交流電流が流れるとき, 電圧源が発生する電圧の振 幅は国〔V〕である。 一方, 図5の並列回路のコイルとコンデンサー Vosin at 〔V〕 の電圧を加える場合には, コンデンサーに流れる電流 の振幅は(オ) [A], コイルに流れる電流の振幅はカ) [A] であ 図 1 考え方の キホン 電流 415 図4 電流 [A] Io 0 -10 2ω ② 3 w2w 図2 図5 2x 時間 t(s) コンデンサー -0 電流 図3 (同志社大) 交流で電圧や電流を求める場合、 普通は,振幅(最大値) と位相を 別々に処理すればよい。 振幅はオームの法則から求め、位相はπ/2 だけ進むとか遅れるとかを判断し, cot+π/2とかwt-π/2とかとすればよい。ただ この問題では、設問の順序からみて、 微分や積分を用いて解答するのが、出題者 の意図であろう。 1-4 交流と荷電粒子の運動 電磁気 193

(a)です。 電気容量は面積に比例するので✖️2しないのですか？

c) ) (2) 80×10 (1) [B] 電気容量 40pF の 平行板コンデンサーを 電圧 50Vの電池で充電 した。 (1) 充電が完了した後, スイッチを開いた。 7.2×10 50 V (c) スイッチ (a) 電気量 Q〔C〕を求めよ。 (2) 120x10-12x50 極板の面積を2倍にした。 (b) 電気容量 C'′ 〔pF] を求めよ。 (c) 極板間の電位差 V′〔V〕 を求めよ。 (2) 充電が完了した後,再度電池を接続した状態で 極板の面積を2倍にした。 電気量Q[[C] を求めよ。 (1) Q:CV = 25167d-40 1/ = 1000×10-12 -q =110×10 200x109

（2）が分かりません。 薄膜の上面、下面の位相がそれぞれπずれることは分かったんですけど何で弱め合うんですか？

→基本問題 214, 215 屈折率1.4のガラスの表面に屈折率1.5の薄膜をつくり,波長6.0×10-7mの単色光 を膜に垂直に入射させて、その反射光の強度を測る。 次の各問に答えよ。 ABCO.Ter War (1) 反射光が強めあう場合の, 最小の膜の厚さはいくらか。 955 x (2) (1)で求めた厚さの薄膜を,屈折率1.6のガラスの表面につけると、膜に垂直に入 CUTIVERE 射させた光の反射光は強めあうか、弱めあうか。

写真の下線部について、なぜg=－9.8ではなくg＝9.8になるのですか？

例題④ 鉛直投げ上げ 時刻 t=0sに高さ14.7mのビルの屋上から, 鉛 直上向きに 9.8m/sの速さで物体を投げ上げた。 重 力加速度の大きさを9.8m/s²として,次の問いに答 えよ。 ひ=0 (1) 物体が最高点に達するのはいつか。 また, その L 「v-vo²-2gy」より, @sti 14.7m ときの投げ上げた点からの高さを求めよ。 (2) 地面に落下するのはいつか。 また, そのときの速度を求めよ。 指針 (1) 物体を投げ上げた点 (ビルの屋上) を原点として, 鉛直上向きに軸を とってとyを式で表す。 物体が最高点に達したとき, 物体の速度は0である。 (2) 物体が地面に落下したとき, 物体の位置は原点よりも下にあり, y=-14.7m であることに注意する｡ 14.7m=9.8m/sxt-123×9.8m/s2x12 これから.t=3.0s, -1.0s t>0s より t=3.0s 「v=v-gt」 より 答 9.8m/s (1) 「v=v-gt」 で, v=0m/s,v=9.8m/sg=9.8m/s2 とおいて, ⒸU 0m/s=9.8m/s-9.8m/s²×t よって, t=1.0s 100006 (0m/s) (9.8m/s)²=-2×9.8m/s²xy よって,y=4.9m (2) 物体が地面に達するとき, 物体の位置yは, y=-14.7m であるから, 「y=vot-1/2gt」 で, y=-14.7m,v=9.8m/s,g=9.8m/s²とおいて, v=9.8m/s-9.8m/s2x3.0s=-19.6m/s ≒-20m/s (1) 1.0s, 4.9m (2) 3.0s, 鉛直下向きに20m/s 物体を投げ 上げた後に地面 に落下するので t=-1.0s は 適さない。

丸の部分なぜ、10^-3が付くのですか。

【5】 ①~③の化学反応式と反応エンタルビー(AH) を用いて各問に答えよ。 C₂H ( + 3H₂(g) → C₂H₁₂ (/) AH* = -205 kJmol¹ 2 C₂H₁₂ (1) +90₂(g) 6CO₂(g) + 6H₂O (/) AH'= -3920 kJmol¹ 3 H₂(g) + 1/2O₂(g) → H₂O (/) AH = -286 kJmol¹ (a) 25℃におけるベンゼン(CHe)の燃焼エンタルピー(AcH') を求めよ。 20 C6H6 (1) + 1/5 0₂(g) →→ 6CO₂ (g) + 3H₂O (/) 4H*= (-205 kJmol¹)+(-3920 kJmol¹)-3x(-286 kJmol)= - 3267 kJmol¹ .883*&ACUA 4,H*= AU + PAV = AU + AvRT AU = A,H°- AVRT BRYA ) 25℃における内部エネルギー変化を求めよ。 気体は理想気体として仮定してよい (S) = -3267 kJmol¹ – (6-7.5)x 8.314 JK 'mol' 10 298.15K = -3263.281771 kJmol¹ = -3263 kJmol'

コンデンサー 電位 (5)です 解説にある、 「S1,S2を開閉しても変化しない」 ということの意味が分かりません 教えて欲しいです🙏🙏

必修 基礎問 72 コンデンサーのつなぎかえ 図のように, 3個のコンデンサー C1, C2, C3, 2個の電池 E1, E2, 2個のスイッチ S1, S2からなる回路がある。 3個のコンデン サーの容量はすべてCであり, 2個の電 池の起電力はともにVであるとする。 は 162 HH ●電荷保存の法則 孤立部分の極板電 荷の和は保存される。 式の立て方の手 順は, ① 孤立部分を見つけ, 変化前の電荷 を確認する｡ E₁ じめの状態では,各スイッチは開いており、各コンデンサーに蓄えられた電 荷は0 とする。 また,点Gを電位の基準 (電位0) とする。 1. スイッチ S1 を閉じた。 点Xの電位は(1) れた電荷は (2) である。 2.次に, スイッチ S」 を開き, スイッチ S2を閉じた。 点Xの電位は(3) (V) C2= Point 43 着目する極板の電荷: Q着目= C(V 着目V 相手) (0) である。 3. さらに,スイッチ S2 を開いて, スイッチ S, を閉じた。 点Xの電位は 電池 V (4) である。 4. このようなスイッチ操作を繰り返したとき, 点Xの電位は (5) に近づ く。 (上智大) 精講 ●極板電荷 コンデンサーの極板 A, B の電位をそれぞれ VA, VB, コンデンサーの電気容量をCとすると, それぞれ の極板の電荷QA,QB は右図のようになる。 すな わち,着目する一方の極板の電位を V 日, 向かいあう他方の極板の電位をV相手 QA=C(VA-VB) とすると, G コンデンサー C2 に蓄えら S2 (VA) E2- AB 接地点 ( 電位0) (V: 仮定) (VB) -QB=C(VB-VA) 「孤立部分 ② 回路の電位を調べ, わからないところは仮定する。 孤立部分のすべての極板電荷を求め, 電荷保存の式を立てる。 3 ●回路の電位 原則 (i) 接地点を定め, 電位の基準 (電位0) とする。 (i) 一つながりの導線は同電位である。 素子の両端の電位差 (i) 電池正極側は負極側より電位がVだけ高い。 Q (Ⅱ) コンデンサー: 電荷が正の極板から負の極板の向きにだけ電位が下がる。 : () 抵抗 電流の向きに RI だけ電位が下がる (電圧降下)。 着眼点 コンデンサーにつながる抵抗 (十分に時間が経過した場合) 電流 は 0抵抗の両端は同電位 (1),(2) コンデンサー C1, C2は直列で,電 1/12cv-/12/cr 解説 気容量が等しいので,C1, C2 の電圧は 11 となる。 よって, 点Xの電位は, C2 の電圧と等し いから, 2=1/12/1 U₁² よって, 2 の電気量 Q2 Q2=(1/2)=1/2CV (3) 点Xの電位をV」 とすると, コンデンサー C2, C3のX側 の極板電荷の和が保存されることより, 11 0+12CV=C(Vi-V)+CV よって, Vi=201 (4) スイッチ S1 を閉じる前, コンデンサーCのX側の極 板電荷は12CV, C2のX側の極板電荷は 12 CV である。 よって、点Xの電位を2 とすると, 電荷保存の法則より、 -1/12CV+242CV=C(u2-V) + Cu 5 8 (5) スイッチ S1, S2 を開閉しても変化しないことから, S1, よって, u2= V S2を同時に閉じた場合と同じ状態になる。 点Xの電位を V とすると,電荷保存の法則より、 0=C(V-V) +C (V-V) + CV よって、a=2 3 (1) 2/1/201 V (2) 12/2CV (3) 2 200 31 ト ¹-CV C(V-V) -C(V-V) (V) (V.) 2CV1 T-CV₁ T-i/cr -CV 2 G (0) G (0) -C(M2-V) C(M2-V) (V) (V) 2 (5) V 3 .X (u) _Cu FCM2 DE CV- G (0) CV. G(0) (V) 19. 電場 コンデンサー 163 第4章 電気と随気

1番の問題なのですがv=gtは使えないのですか？

32 水平投射 高さ40mのがけの上から, 海に向かって小 石を水平に速さ21m/sで投げ出した。 重力加速度の大きさを 9.8m/s² とする。 (1) 投げ出してから小石が海面に落下するまでの時間 t [s] を 求めよ。 = Hell 40 m ・21m/s for t x

物理基礎「力のつり合い」の問題です。 写真一枚目が問われている問題で、 二枚目が模範解答、 三枚目が自分の解答（途中）です。 57(3)の問題を考えているのですが、 　　 √2　 1 W＝ ー S ( ー ＋1 ） 　　 2　 √3 のあとにS＝　にどうや... 続きを読む

57. (力のつり合い) 2本の糸A, が水平な天井となす角を45° 30° に答えよ. 糸A 45° 重さ Wのおもりをつり下げた. 糸 A, B Bで下図のように, Tとして、次の問い 糸A,Bの張力の大きさをそれぞれS, 45° 30° 30° 糸B (1) 水平方向の力のつり合いの式を書け. 水平右向きを正とする. (2) 鉛直方向の力のつり合いの式を書け. 鉛直上向きを正とする. (3) S, T をそれぞれW を用いて表せ.

⑵の？のとこがわかりません！なぜそうなるのか教えてください！！

なめらかな面に質量mの質点が斜めに衝突して跳ね返る場合について考えよう。 図の [問題3] ように、 質点が衝突する面上の点を原点とし、面上の質点が移動する方向に軸,面 に垂直上向きに軸を取る。 面との衝突直前の質点の速さをv, 質点の入射角を0とし 質点の面に対するはねかえり係数をeとして, 以下の問いに答えよ。 (3) (1) 衝突直前の質点の速度の成分と成分を求めよ。 (2) 衝突直後の質点の速度x成分と成分を求めよ。 (3) 衝突直後の質点の反射角を中としたとき, tan の値を求めよ。 (4) 衝突によって質点が面から受けた力積の向きと大きさを求めよ。 (5) 衝突によって質点が失った力学的エネルギーを求めよ。 (1) Vicusing Vyz - Vcos O vy -Vos (2) Vi=ひe=Using 2 ? → Výz - evy z evros O ひsing い Vx m V AY 0 $ -evý - 106 - m x 互いに反対 の速さは UB (1) 衝突 (2) 衝突 よ｡

良問の風問125 (5)で、赤丸の中のような解き方をしたのですが(1枚目)、どこが違っていたのでしょうか。 直接は求められませんか？ エネ保存で求まるのは分かるのですが、、教えてください🙇‍♀️

125 細い導線で作った半径a [m]の円形レール (S, P間は切れている)があり、このレール面の中心 0とレール上の点Pとの間にはR[Ω] の抵抗が 接続されている。 さらに､中心0とレールの間 には,レールに接しながら回転できる導体の棒 OQが橋渡ししてあり、 この棒は一定の角速度 ③ [rad/s]で回転している。 レール面には, それに 垂直に磁束密度B [T]の一様な磁場(磁界) が紙面 の表から裏への向きに加わっている。 (1) コイル OPQを貫く磁束は4t [s] 間にどれだけ増加するか。 (2) 抵抗 R [Ω] の両端に発生する電位差V を求めよ。 また, 抵抗を流 れる電流の向きはO→PかそれともP→Oか。 26 図1のように、紙面に垂直で裏から表に向かう 磁場中に, 一辺の長さLの正方形のコイル ABCD が紙面内に置かれている。 コイルを通る磁場は一様 で、その磁束密度の大きさB が図2のように時間 とともに変化した。 コイルの電気抵抗をRとする。 (1) 時間帯Ⅰ (0≦t≦2to) について, を、時間tの AB 電磁気 O O SP R D (3) 抵抗R[Ω]で消費する電力はいくらか。 Pent (4) 棒OQ が磁場から受ける力はいくらか。 その向きは回転と同方向 か, 逆方向か。 (5) 棒OQを一定の角速度 [rad/s]で回転させるために必要な外力の 仕事率 P はいくらか。 A 0 ① B (東京電機大+ 筑波大) a O 83 143 O 図 1 C B O O 申切る様に誘導起電力資生!! B NOR O Val MoBℓ 1.8 A1-B5 = B-=-wa² WBA² 1=1x WBa² 2 wBa 6 (Mg (FB.l-R.M'Mg) (Bl)² [hb] 自然:P→ (3) PR=IV=RI²= WBG², R (WB))² af R 12/20ro Ad was F = I.Ba 〃 wBaz F= 2 x Ba R F=ⅠBLにも +255 = cu 8²a³) (5) 仕事率 J/S. X X (WB) at P=Fshoxaw 9 l 28 IND 4R twa w²B² at 2R 単位時間 [J/s]