（2）では、なぜSsinθ＝mgtanθとなるのですか？ mgtanθとは何の力ですか？教えてください🙏

基本例題28 円錐振り子 図のように,長さの糸の一端を固定し、他端に質量m のおもりをつけて, 水平面内で等速円運動をさせた。 糸と 鉛直方向とのなす角を0, 重力加速度の大きさをg として 次の各問に答えよ。 (1) おもりが受ける糸の張力の大きさはいくらか。 (2) 円運動の角速度と周期は,それぞれいくらか。 指針 地上で静止した観測者には、おもり は重力と糸の張力を受け, これらの合力を向心力 として, 水平面内で等速円運動をするように見え る。この場合の向心力は糸の張力の水平成分であ る。 (1) では,鉛直方向の力のつりあいの式, (2) では、円の中心方向 (半径方向)の運動方程式を立 てる。なお、円運動の半径はUsinoである。 解説 (1) 糸の張力の大き さをSとすると, 鉛 直方向の力のつりあ いから, Scos0=mg 7 S Scoso 10_ Ssine Img S=mg coso (2)糸の張力の水平成分 Ssind=mgtan0が向 心力となる。 運動方程式 mrw²Fから, |基本問題 203, 204,205 m (Usind) w2=mgtand 2π W 周期T は,T= =2π 00 Sano @= BEN l cos 0 g Scooso Icose 別解 (2) おもりとともに 円運動する観測者に は,Sの水平成分と 遠心力がつりあって みえる力のつりあ いの式を立てると, Ssin0=mgtan O (2) の運動方程式と同じ結果が得られる。 m (l sine) w²-mg tan0=0 m mig... g DS PIOS US m (Isin) w² S mg Q Poin 《Point 向心力は,重力や摩擦力のような力 の種類を表す名称でなく, 円運動を生じさせる 原因となる力の総称で、 常に円の中心を向く。 第Ⅱ章力学Ⅱ 3

（５）からがわからないので教えてください

221 波の反射と定常波 右図のように,媒質がx軸 ST に沿って置かれており, 原点Oに波源がある。x=0 における媒質の位置をP, x=Xにおける媒質の位置 をQとする。 波源による時刻におけるPの変位は, y = A sin 2 ft と表され,この振幅 A, 振動数fの単振 動は,速さ”の正弦波Iとしてx軸の正の向きに伝 わっていく。 x =L (>0)の位置にx軸に垂直な壁があ り波はこの壁で自由端反射をする。 波は減衰するこ となく伝わり, 反射によっても減衰することはないも a-B のとする。なお,sina + sinβ=2sin+cos 2 ya P yo1 0 波 I →ひ A x=X TARA x=L を用いてよい。 (1) 波源を出た波Iが, 座標x=X (0≦X≦L)に到達するのに必要な時間はいくらか。 (2) 波Iによる時刻t における Q の変位 21 は、時間だけ前の時刻 t-t におけるPの 変位に等しいことを用いて, をA,f, t, t で表せ。 (3) 波源を出た波が,壁で反射されて、再び座標 x = X に到達するのに必要な時間 はいくらか。 (4) この反射された波ⅡIによる時刻における Q の変位y2 を, A. f.t, tで表せ。 (5) Q の変位yは、波Iによる変位と波Ⅱによる変位の和となる。リをXの関数 とtの関数との積の形で表せ。 (6) 波Iと波ⅡIとが重ね合わさった波の座標x = X における振幅はいくらか。 (7) 隣り合う腹と腹との間隔はいくらか。 ヒント 220 センサー 69 Chapter 16

名問の森の質問です！ ？のところのV1とV2の向きがなぜそうなるか分からないので教えて下さい！

122 電磁気 38 電磁誘導 十分に長い直線導線Lがy軸上 にあり, 1辺の長さ2aの正方形コ イル ABCD が 辺ABをx軸上に, 辺BC を軸に平行にして置かれて いる。 コイルの電気抵抗は R で, コ イルの位置は辺ABの中点Mの座 標xで表す。 装置は真空中に置かれ, 真空の透磁率 μlo とする。 コイルの 自己誘導は無視する。 Foll 導線L に+yの向きに一定電流Iを流し,コイルを一定の速さ で,xy平面上,x軸に沿って導線から遠ざける。コイルがx(a)の 位置を通過するときについて, (1) L による,点A,B での磁場の強さ H1, H2 をそれぞれ求めよ。 (2) コイル全体での誘導起電力の向き (時計回りか反時計回りか)と大 きさVを次の2つの方法で求めよ。 Level (1)★★ (2) (a)★ (b)★ (3)★ Point & Hint 電磁誘導は一般にはファラデーの電磁誘導 の法則に従っている 0 (2) (b) 微小時間⊿tの間の磁束の変化⊿のを調 べる。 といっても, コイルを貫く磁束のはコイ ル内の磁場が一様ではないので(積分しない限 り) 計算できない。 そこで, 変化した部分だけ に目を向ける。 近似の見方も必要。 L D A -2a- M C B (a) 1つ1つの辺に生じる誘導起電力を調べる。 (b) コイルを貫く磁束の変化を調べる。 (3) x=2aのとき, コイルに加えている外力の向きと大きさを求め よ。 (九州大+お茶の水女子大) -V Base 電磁誘導の法則 磁束① = BS V=-N40 4t 一面積S N巻きコイル ※マイナスは磁束の変化を 妨げる向きに誘導起電力 が生じることを表す。 LECTURE (1) A,Bでの磁場は ? I H₁ = 2π (x− a) 2π (x+a) (2a) 直線電流Ⅰのつくる磁場は紙面の裏へ の向きとなり、磁力線を切って進む AD と BCで誘導起電力 V1, V2が図の向きに発生 している。公式V=vBlより V₁ = vμoH₁.2a V2= vμoH22a 2つの起電力が逆向きとなっていることと, H>Hより全体の起電 力は時計回りで (b)微小時間tの間にコイルはx=v4t だ け動き,右の赤色部分で磁束を402 増やし、 灰色部分で4の減らす。 そこで,磁束の変化 40は H2= 40= 40₂ 40₁ =μoH22a4xμoHi・2a4x 2μo lav π (x²-a²) At 符号マイナスは磁束の減少を表している (H) > H2 より定性的にも明らか)。 よっ て, 誘導起電力の向きは、父の向きの磁場 を生じるようにコイルに電流を流す向きで あり、時計回りと決まる。 40=2μoIav V = π (x² - a²) 4t V=V1-V2=2μova (H1-H2)= 2μo Iav π (x²-a²) (3) x=2a より V= 2μo Iv であり、誘導電流 3π えは時計回りに流れ, オームの法則より i = R 38 電磁誘導 2μo Iv 3πR V₁ H₁ v A -x+a H₁ 4x F D 123 H 2 V i V2 A ⊿xは微小なので ③ 磁場はHやHで 一定としてよい。 B H2 4x C i F2 B Iとの向きから, ③ F は引力, F2は反 発力と決めてもよい。

万有引力の問題です。 (7)の解き方がわかりません。 答えは√3GM/2Rです。 どなたか教えてください🙏

第5問 解答欄注意 半径R, 質量Mの地球から 地球の中心から距離 3Rの円軌道 に質量mの人工衛星を2段階の操作で打ち上げる。 まず,地球 を1つの焦点とし,点 Pで地表に, 点Qで半径3Rの円軌道に接 する楕円軌道にのせ、 次に、点Qで円軌道に移行させる。点P, Qにおける人工衛星の速さをそれぞれ up, bQ, 万有引力定数をG, 円周率をπ,万有引力による位置エネルギーの基準を無限遠とす る。 v=- G M (1) 点Pにおける人工衛星の運動エネルギーをmup を用いて表せ。 1/2mv (2) 点Pにおける人工衛星の万有引力による位置エネルギーをR,M,m,Gを用いて表せ。 3.R (3) 点Pにおける人工衛星の面積速度を R, up を用いて表せ。 (4) 点Qにおける人工衛星の運動エネルギーをmv を用いて表せ。 5点Qにおける人工衛星の万有引力による位置エネルギーをR,M,m, G を用いて表せ。 6) 点Q における人工衛星の面積速度を R, vQ を用いて表せ。 (7) ( 7 up を R, M, G を用いて表せ。 て Po 8) 地球の中心からの距離 3R の円軌道上を運動する人工衛星の速さv3 をR,M,G を用いて 表せ。ただし,答えだけでなくその導出過程や考え方なども簡潔に記すこと。 (9) 点Pから点Qまで移動するのにかかる時間を R,M,G,π を用いて表せ。

(1)について、解説を読んでもよくわからないのでもっと簡単に説明してほしいです。

十分に長い導線を南北方向に水平に張り、電流を流し た。導線の真下 5.0cmのところに方位磁針を置いたら, 方位磁針のN極は30° 西向きに回転して止まった。 地磁 気の水平成分を25A/m とする。 (1) 電流の向きを図中のアカイで答えよ。 (2) 電流が方位磁針の位置につくる磁場の強さを求めよ。 (3) 電流の大きさはいくらか。 考え方 省 H= = I 2πr = m より求める。 30° 北 西 (1) 電流Iが流れなければ､ N極が受ける力は北向きである。 方位磁針 が西向きに回転したことと, 力の合成より 電流が方位磁針の位置 につくる磁場が西向きであることから, 電流はアの向きである。 15.0cm 東 mHa 200 南

(3)の式って①を両辺sinθで割って、その後両辺cosθ掛けて求めるって考え方で合ってますか？

て 力 F R Le 13 周期を求める。 解説 (1) おもりにはたらく力は右図の通り。 (2) 等速円運動の半径は, Isin0 であり, 張力の水平成分が向心力になる ので,運動方程式は, m・lsino・ω°= Ssin0 力の作図をすることから向心力を明らかにし、運動方程式に代入して,角速度や mwlsin0 = Ssino….. ① 鉛直方向については, 張力の鉛直成分と重力がつり合っているので, Scost=mg...② (3) ①. ② 式より, 1142 mw²1 cos 0 = mg よって,角速度は, w= g Nicose これより 周期Tは, l cos 0 g 2π T == W = 2π 0 張力 SL Isine 重力 Ssine Scos mg おもりとともに動く観測者の立場においては,慣性力 (遠心力) と張力の水平成分とのつり合いと して ・Usin A・ω°= SsinQの式を立てる。

粒子の電荷が正か負か分かりません。教えていただけると幸いです。『見にくくてすいません。』

流を流した。 この導線の0.10mの部分が受ける力の大きさF 〔N〕 を求めよ。 6.直線状導線2本を0.2m離して平行に並べ, 2Aと4Aの電流を流したとき、各 5. 磁束密度 5.0×10T の一様な磁場中に, 磁場に対して垂直に導線を置き、2.0Aの電 の長さ1mの部分にはたらく力の大きさ F [N] を求めよ。 透磁率を 4π×10 N/A とする。 7. 荷電粒子(電気量の大きさg)が磁束密度Bの磁場(紙面の裏から表 向き) 内で, 速さ”で等速円運動している(右図)。 粒子が磁場から 受けている力の大きさfを求めよ。 また, この粒子の電荷は,正か 負か。 基礎 CHECK の解答 直線電流がつくる磁場の式 「H= 2.0 2×3.14×0.10 H= I 2πr より ≒3.2A/m 円形電流がつくる磁場の式H = --」より 4. フレミングの左手の法則を適用する｡ 線が受ける力の向きは右向き。 5. 電流が磁場から受ける力の式「F=IBU」 りF=2.0×(5.0×10-3)×0.10 =1.0×10-3N 6. 平行電流が及ぼしあう力の式

(4)がわかりません 1行目が言っていることの根拠から教えていただきたいです

物理 284 定常波と波の式 原点x=0mにおける変位がy = Asinot で表される波があ り 92 x軸正の向きに速さで進むものとする。 (1) 位置 x における時刻の変位y を表す式を示せ。 (2) この波がx=1にある固定端で反射して戻ってくるとき, 位置xにおける反射波 の変位y′ を表す式を示せ。 (3) (1)の進行波と (2) の反射波が重ね合わさって定常波ができる。 位置xにおける定常 波の変位y" を求めよ。 必要ならば, a±ß aß Asinα ± Asinβ=2A sin COS 22 を用いよ。 (4) もとの波の波長を入, nを整数としてできた定常波の節と腹の位置を1,入,n を用いて求めよ。

(3)の解答です。 赤の波線の部分が分かりません。 よろしくお願いします。

基本例題68 直線電流と円形電流がつくる磁場 PAUX TU 「図のように,長い直線状の導線 XY に 15.7A の電流が流れて おり,そこから20cmはなれた位置に中心Oをもつ, 半径10cm の2回巻きの円形導線がある。両者は同一平面内にあるとする。(mAdW) (1)直線電流が円の中心0につくる磁場の強さと向きを求めよ。 (2) 円の中心の磁束密度の大きさを求めよ。 ただし, 空気の 透磁率をμo=4π ×10-7N/A2とする。 LON (m) \% (3) 円形導線に電流を流して, 中心0の磁場を0とするには,円yl 形導線に,どちら向きにどれだけの電流を流せばよいか。 指針 (1) (2) 直線電流がつくる磁場は, H=I/(2xr) から求められ, 磁束密度は, B=μH から計算される。 (3) 直線電流によってできる磁場と,円形電流 によってできる磁場が打ち消しあうように, 円 JHJH 形導線に電流を流せばよい。 解説 (1) 求める磁場の強さHは, H 09368 I 15.7 2πr 2×3.14×0.20 12.5A/m = 13 A/m 磁場の向きは, 右ねじの 法則から、紙面に垂直に 表から裏の向き (図)。 15.7A ↑ 0.20m H 0 20. 電流と磁場 257 X 基本問題 511,512 ↑ (2) 磁束密度の大きさBは, 15.7A TOTA 10cm 20 cm B=μH=(4x10-7) ×12.5 O! IR TH 09 = (4×3.14×10-7) ×12.5=1.57×10-T a 1.6×10 -5 T (3) 巻数N, 半径rの円形電流が, その中心につ くる磁場の強さHは,H=N1 円形電流がつくる磁場の強さと, (1)で求めた 磁場の強さが等しくなればよい。 12.5=2x I=1.25A 1.3 A 2×0.10 円形電流が中心につくる磁場は、紙面に垂直 に裏から表の向きとなればよい。 反時計まわり 17 (2\m)u 514515.516,517

解答下から2行目の右辺は、 弱め合いの式と比較してどう対応しているのですか？ mが無くなったり、＋が無くなったりして良くわからないのですが😭💦

y RECY 62* 屈折率1.7のガラスに屈折率1.5の膜を塗り徐々に厚くしていく。 600nm の光を垂直に当てるとき, 反射光が極小になる膜厚の最小 mm か。 値は何 Ambas