力学の問題です。解き方を教えてください。

質量m』の小球Aと質量mgの小球Bがある。なめらかな水平面 (xy 平面) のx軸 上を正の向きに速さ Vで運動していた小球Aが, 原点Oで静止している小球Bに衝 突した。衝突後,小球AおよびBは, 図のようにx軸とのなす角度が, それぞれ OA(>0), OB (>0) の方向に速さ vA, UB で運動した。このとき, 2つの小球の運動 エネルギーの和は, 衝突の前後で変わらなかった。以下の問いに答えよ。 y UA inds 小球A OA 0 OB 小球B UB 20A V

→のところの式の展開の仕方が分かりません。教えてください！

Date ユ uhog fo 2 V° 2 M9la Ve - 2 m916 Vae 12ugla Ve. 24920 Ve-Va e ro 0 VB- Va Va+ Ve A- e Jeneee

⑴です。半径がrというのはどうやってわかるのでしょうか。

**420,421 指針 磁場に垂直に入射した荷電粒子は, 磁場から運動方向に垂直なローレンツカ子を受け, こ の力を向心力として等速円運動をする。磁場の向きは,正電荷の運動の向きを電流の向き 基本例題 87ローレンツカ 真空中で図の正方形abcd の内部を磁場が紙面に対して垂直 に貫いている。いま, 質量 m [kg), 電気量 e[C] の陽子が, a からr[m) 離れた図の位置からad に垂直,かつ磁場に垂直に 選さ[m/s) で入射し, aとbとの間から ab に対して垂直に 磁場の外へ飛び出した。 磁場は abcd の内部のみにあり,一様 (1)この磁場の向きと磁束密度の大きさを求めよ。 (2)陽子が磁場内に入射してから磁場の外に飛び出すまでの時間を求めよ。 ヒA として,フレミングの左手の法則で考える。 解答(1) ad に垂直に入射した陽子が, ab に 垂直に磁場を抜け出たことから, 陽 子は点aを中心とする半径r[m] の円軌道を運動し,ローレンツ力は 軌道の中心点aを向いていたことが わかる。フレミングの左手の法則よ り,磁場の向きは紙面の表から裏の 向きである。磁束密度をB[T] とす ると,等速円運動の運動方程式より v? m- -=evB mu よって B= er (2) 磁場内の円弧は円の4 分の1だから,飛び出 d すまでの時間をt[s] とすると 2元r vt= 4 よって t=- 2v Tr

教えてください。答えは、5.0×10⁶m/sです。

正極側 S を ひ N 「負極側 直進 る。 N極の側から 見たようす る。 Bの ひ 2力はつりあっている evB ロ 図4 電場·磁場中の粒子の運動 原子

⑵のaなんですが、なぜVa＝R1I1ではなくVa＝R3R1なのでしょうか。

ト>400,401 基本例題 82 ホイートストンブリッジ 図のように抵抗を組み合わせたブリッジ回路がある。抵抗値 R, Re, Raはそれぞれ2kΩ, 4kR, 4kΩ である。 Gは検流計, Sはスイッチ, Rxは可変抵抗器の抵抗値である。電池の起電 力は3Vで,内部抵抗は無視する。 (1) Sを閉じたとき,Gの針が振れないように Rxを調節した。 この抵抗値 Rx (kSR] を求めよ。 (2) Sを開いたままにしたとき, 次の(a), (b)の値を求めよ。 (a) Rx の値を2KΩとしたときの点Bに対する点Aの電位 V[V] (b)可変抵抗器の抵抗が断線したときの点Bに対する点Aの電位 V' [V] A R」 S Rs C R2 B 3V

青マーカーなんでこうなるのか分かりません！

1)点Aを含む水平面 力による位置エネルギー の基準水平面とすると, 点Aと点B間での力学 VB NB 的エネルギー保存則より 1 2 11 2 mvo? = mVB" mgcos6 + mgr(1 + cos0) よって UB = Vvo° - 2gr (1 + cos 0) 小球とともに回転する立場で考え 直抗力,慣性力がはたらく。半円信 Cあ あいより VB m - NB - mgcos0= 0 U6? AT ma

物理基礎の相対速度の問題です。A,B間の距離が最大になるのは出発してから10秒後だと思ったのですが、なぜ5秒後になるのでしょうか？分かる方教えてください。

物体Aは初速度2.0m/s で原点からx軸正の向きに出発し, そのまま等速度で 運動した。一方,物体Bは物体Aの出発と同時に,初速度4.0m/s で原点から 軸正の向きに出発し,その後一定の割合で減速して時刻10sで静止した。A, B ともにx軸上を運動しているとして以下の問いに答えよ。 (1) 物体 Aのv-tグラフをかけ。 (2) 物体Bのひーtグラフをかけ。 (3) 物体 Aに対する物体Bの相対速度が0になるのは, 出発してから何秒後か。 (4) 物体Bが静止するまでの間, A, B間の距離が最大になるのは, 出発してか ら何秒後か。またそのときの A, B間の距離はいくらか。 7

⑴で求める速さをvbとおくと (2m+m)v=mvb となるのですが、糸が切れたときはAが急停止したわけじゃないからAは動いてますよね？Aの運動量はないとみなしていいのでしょうか？

(1) 糸が切れ,ばねから離れたときのBの速さはいくらか。 m 壁 量m[kg)の物体Bとがあり, Aにはばね定数を[N/m] の軽 いばねがつけられ、このばねを、 2m A00000000 B 出 加速度をg[m/s'] とする。 は で とBと (2)はじめのばねの縮みはいくらであったか。 D0 o」

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。