かっこ1についての質問です。 左の写真ではつりあいの式を考えて、N＝Mg,R＝FつまりR＝二分の一Mgとするのはなぜ間違いなのですか？ またこの場合には釣り合いの式を考えるにはなぜはしごを基準とした式になるのですか？ 教えていただけたら嬉しいです。

4 剛体のつり合い 滑らかな鉛直壁の前方 61の所から, 長さ 10 質量Mの一様なはしごが壁に 立てかけてある。 床とはしごの静止摩擦 係数は 1/2であり,重力加速度をgとす る。 (1) 上端 A が壁から受ける抗力の大きさ と下端Bが床から受ける抗力の大きさ を求めよ。 (2) もし、床とはしごの間の静止摩擦係数がある値より小さければ, はしごは滑ってしまう。 その値を求めよ。 (3) いま,このはしごを質量 5Mの人が登り始めた。 この人は下端B からいくらの距離の所まで登れるか。 (4) この人が下端Bから21の距離にいるとき,上端と下端Bで働 く抗力の作用線の交点Pの位置を図中に示せ。 (徳島大) Lexol (1) A B

(1)についてわからないところがあります。 衝突する直前のBの重力による位置エネルギーはどうして、mgDにマイナスがつくのですか。

164. 連結された物体と摩擦■ 図のように,粗い水平 面上に置かれた質量Mの物体Aが, なめらかな滑車 を介して,質量mの物体Bと軽い糸でつながれている。 Bを静かにはなすと, Aが距離Dだけすべり、水平面 上に固定された軽いばねと衝突して, ばねをxだけ押し縮め, 物体A, Bの運動が停止 した。 Aと面との間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをgとする。 この運動につ いて,次の各問に答えよ。た熱が (1) Aがばねと衝突する直前の, 物体AとBの運動エネルギーの和と速さを求めよ。 (2) Aが A M ネルギーの変化を, m, M, D, x,μ, g を用いて表せ。 164. 連結された物体と摩擦 100000004 D→ B ばねの弾性力による位置エ 衝突してから停止するまでの間において, 解答 (1) 運動エネルギーの和: (m-μM)gD, 速さ: 2(m-uM)gD M+m (2) (m-μM)g (D+x) 指針 AとBの力学的エネルギーの和は,Aが動摩擦力からされた仕 事の分だけ変化する。 Bは高さの変化する運動をするので,重力による 位置エネルギーは, 運動の前後で変化する。 ばねに衝突して停止したと き, 速さは0であり,AとBの力学的エネルギーの和は, ばねの弾性力 による位置エネルギーと重力による位置エネルギーのみである。 解説 (1) Bの最初の高さを重力による位置エネルギーの基準とし Aの重力による位置エネルギーをUAとすると, 最初のAとBの力学 的エネルギーの和は UA となる。 衝突する直前のBの重力による位置 エネルギーは-mgDであり,このときのA,Bの速さをvとすると, 衝突直前の力学的エネルギーの和は、 1/23M2+ /1/2 -Mv² + mv² +U¯mgD ある。また, Aが受ける垂直抗力はMg なので、 動摩擦力の大きさは m (和歌山大改) 糸の張力は, Bに負の仕事を AとBを一体 その仕事は0c AとBは静 ら運動を始め 初の運動エネ ずれも0であ Aの運動は高 ないので, A る位置エネル である。 なお 連結されて運 ので, 速さは

オの求め方がわからないです。答えは2つ目の写真です。よろしくお願いします…！

次の文章中の(ア) ~ (オ) に適する選択肢を解答群の中から選び、番号で答えなさい。 クーロンの法則の比例定数をk [N・m²/3とする。 図のように、半径4 [m]の球内に一様な密度p [C/m で正電荷が分布している｡ 電気量4の正電荷から出る電気力線の本数を4kg 本と定める。 球の中心。 から半径r[m]の閉曲面(球表面) をSとすると､ Sが球の内側にある場合 (ra), Sを貫く電気力線の本 数は(ア) 本であり、球の外側にある場合 (r >α), Sを貫く電気力線の本数は (イ)本である。正電荷 が球内に一様に分布していることから、 全ての電気力線はSを垂直に貫く。このとき電場の強さE(r) [N /C]は、単位面積当たりの電気力線の本数と等しくなる。 球内の全電荷をℓ [C] とすると、電場の強さE(r) [NIC] を表すグラフは (ウ) のようになる。 電位V (r) [V] は ICあたりの電荷がから基準点まで移動す るとき、電場E(r) [N/C}がする仕事に等しい。 基準点を無限遠にとると、r>αのとき V(r)=(エ) [V], r<aのとき V(r) = (オ) [V] である。 + a O S + + Q + * + + +

ここの穴埋め問題が分かりません。 教えてください。お願いします

・速さと運動の向きをあわせもつ量を ( 量を( という。 ・位置とは基準点からの ( . ・物体Aから見た物体Bの速度を, A に対するBの A,Bの速度をVA, VB とすると, VAB = ( 単位時間あたりの速度の変化を( 用いる。 )という。このように, 大きさと向きをあわせもつ と距離で位置の変化のことを( )という。 ・重力だけを受けて落下する物体の加速度を ( m/s2 で,鉛直 ( )である｡ )という。 と表せる。 )といい, 単位はメートル毎秒毎秒, 記号 : m/s2 を )といい,その大きさはg=( )

問いの(1)の図2 長い導線が引かれていると何が起こるのかわかりません 僕の最初の考えでは、静電誘導で分離された金属球Bの負電荷が長い導線から抜けていき、より強力な正電荷に帯電するのだと思っていましたが、 回答では分離された正電荷がなかったことになっています。 これ... 続きを読む

思考> 452. 金属球と電気力線■ 半径Rの金属球Aに電荷Q (Q>0) を与え,内表面の半径2R. 外表面の半径 3R の帯電していない中空の金属球Bで,両者の中心が一 致するようにAを取り囲む (図1)。 さらに,Bを導線 で接地する (図2)。 クーロンの法則の比例定数をんと し, 図12のそれぞれについて次の各問に答えよ。 (1) 電気力線の概形を図示せよ。 図 1 (2) Aの中心から距離x (0≦x≦4R)の点の, 電場の強さEを表すグラフの概形を描け｡ (3) Aの中心から距離x (0≦x≦4R) の点の, 電位Vを表すグラフの概形を描け。 ただ し,電位の基準は,図1では無限遠, 図2では接地点にとる。 例題35 ヒント ACA 1+3 A B 長い導線 図2 A B

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

(2)の問題です なぜAとBを合わせて考えるのですか？ 自分の考え方は間違っていますか？

基本例題 27 力学的エネルギーの保存 定滑車に糸をかけ, 両端に質量mおよび M (M> m) の小球 A, Bを取りつけた。 Aは水平な床に接し, Bは床からんの高さに保持 されて糸はたるみのない状態になっている。 いま,Bを静かにはな すとBは下降を始めた。 重力加速度の大きさをgとし,床を高さの 基準とする。 (1) Bが床に衝突する直前のA,Bの速さをvとする。 このとき, A,Bがもつ力学的エネルギーはそれぞれいくらか。 (2) Bが床に衝突する直前のA,Bの速さはいくらか。 解答 (1) Bが衝突する直前の力学的エネルギ はそれぞれ A : 1/2mv²+mgh 1 B: Mv² +0=1/Mv² → 117~121 解説動画 (2) 最初 (Bをはなした直後)の力学的 エネルギーはそれぞれ 指針 A, B には,重力 (保存力) のほかに糸の張力(保存力以外の力) もはたらくが, 張力が B にする仕事は,正, 負で相殺するので, 力学的エネルギーは保存される。 よって C AO v=. B A: 0+0=0 B: 0+Mgh=Mgh A, B をあわせて考えると,全体の力 エネルギーは保存されるので 0+Mgh=( h =(1/12m -mv²³ +mgh) + 1/ Mv² 2 12 (M-m)gh M+m タルア

x=a/2のところ、疑問です。 ノートに書いた通り、力が釣り合ってなく、位置エネルギーも相殺しているように見えません。 どのように理解すれば良いでしょうか

448. 等電位線■ 図のように、xy平面上の点A(-α, 0) に電気量 +3Q(Q>0), 点B(α, 0)に電気量-Qの点電荷 を置く。 クーロンの法則の比例定数をkとし, 無限遠を電 位の基準とする。 (1) x軸上で電位が0となる点はどこか。 (2) xy平面上で電位が0となる点を連ねた線は,どのような曲線となるか。 +3Q A(-a, 0) O -Q B(a,0) X

なぜ点Bでの運動エネルギーを考えないのですか？

基本例題 23 仕事 長さ 0.20mの軽い糸に質量 5.0kgのおもりをつけた振り子 がある。 図のように,糸が鉛直線と60°の角をなす位置Aから おもりを静かにはなした。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 と する。 おもりがAからBまで移動する間に、糸が引く力がおも りにする仕事 W1 [J], 重力がおもりにする仕事 W2 〔J〕 をそれ ぞれ求めよ。 解答 糸が引く力はおもりの運動の向きに垂 直にはたらくので仕事をしない。 RADS W=0J AとBでの位置エネルギーの差が, 重 力がする仕事に相当するので 「U=mgh」 より W2=5.0×9.8×0.10-0=4.9J 重力 112 解説動画 糸が 引く力 指針 おもりにはたらく力は糸が引く力と重力である。 おもりの動く向きと反対向きにはたら 力は負の仕事をし、 おもりの動く向きに垂直にはたらく力は仕事をしない。 0 +2 A 0.20m AQ--- 0.20m 60° 0.20-0.10 基準水平面 =0.10m Bl 60° B 0.20 = 0 0.201

二つ疑問があります。 ・電場の強さはは一平方メートルを通る電気力線の本数と同じになりますが、より電荷に近い位置の一平方メートルを通る電気力線の本数は遠い位置のものより多くなりますか？ ・電気の位置エネルギーは、重力のように引き合う引力だけじゃなく遠ざける斥力も働きますよね、... 続きを読む

220 V章 電気 発展例題35 金属球による電場と電位 点として, 水平右向きにx軸をとる。 クーロンの法則の比例定 半径Rの金属球に,電荷Q(>0) を与える。 球の中心Oを原 数をk,電位の基準を無限遠とする。 (1) 0から距離r (R<r) はなれた点Pの電場の強さと電位を それぞれ求めよ。 x軸上において, 位置 x (0≦x)と電位Vとの関係をグラフに描け。 (2) 指針 電荷は , 金属 球の表面に一様に分布する。 このとき, 金属球内部に電 場はできず, 金属球内部の 電位は一定となる。 電気力 線は図のように広がり, 0 を中心とする球面を垂直に 貫く。 電気力線 解説 (1) Oを中心とする半径rの球面 を閉曲面として考える。 閉曲面内部の電荷の和 はQであり, ガウスの法則から,この球面を貫 く電気力線の本数は4ヶkQ本である。 単位面 積を貫く電気力線の本数が電場の強さである。 球の表面積は4πr2 なので,電場の強さEは, 発展例題36 電位の合成 発展問題 449,457,452 E= 4лkQ =k²²²/² 4πr² 金属球外部の電場のようすは,Oに点電荷Qが あるときと同じである。 電位Vは, (2) x>Rの電位は,(1)から,V=k x Q R k- R O x=RのときはV=kQ/R となる。 金属球内部 の電位は一定で 0, 0≤x≤R VA の電位はx=R の値に等しい。 グラフは図のよ うになる。 R V=kQ r となる Q X V=k- 発展問題 449 453 45.