(2)の問題解説を詳しくお願いします。いまいち理解できません💦

x2 10/1/3 160. ばねの弾性力と力学的エネルギー図のように, なめらかな面上で, ばね定数 49 N/m のばねに 質量0.40kgの物体を押しつけ, ばねを0.20m縮めたところで静かにはなした。重力加速度の大きさを 9.8m/s2として,次の各問に答えよ。 x (1)物体をはなす直前の, ばねの弾性力による位置エネルギーは何J か。 興 16 物体が達する最高点の高さは何mか。 104 知識 WALIOUTH+1"do 22 1. agru Fakto 0.40kg F0000000 Kin エネルギー 0125~

サインi というのは何を表してるんですか？あとなんで、全反射起こるのかわかりません。 そしてなぜ、最後は全反射起こらないのですか？

例題20 光線の経路 空気中に屈折率が2の透明な物質でできているプリズ ム ABCがある。このプリズムのAB面に垂直に入射した 光線の経路を作図せよ。 ただし, AB面で反射した光や プリズム内で2回以上反射した光は考えなくてよい｡ センサー 85 屈折の法則 Sinin2. = n12 sinrm n : 物質Iの絶対屈折率 2 : 物質ⅡIの絶対屈折率 sinion= 168 第四部 波 N2 n₁ √2-sini h大きい小さ 全反射 sin i = 277 278 279 280 282 283 A 1 √2 160° 解答 屈折率 n =√2より臨界を A 求めると, B 60 8 30% よって, i = 45° I CA面への入射角が60° (>i) だから, 全反射が起こる。BC面で屈折の法則より, sin 30° 1 1 ゆえに, sin= sin r √√2 √2 よって,r=45°なので、上図のような経路となる。 になる ( B 30°CP30° 30 (2) 01 (3) ZE オ 2立よ浮 必解 27 択 10

分からないです！！

282 正弦波の式 x軸上を正の向きに進む波長6.0mの正弦波がある。原点にお ける時刻t [s] での変位y [m] はy=2.0cos8.0t で表される。 (1) この波の周期T [s], 速さひ [m/s] を求めよ。 18 (--)) RS nie t (2) 座標x [m] の点の, 時刻t [s] における変位y [m] を表す式をつくれ。 283 正弦波の式」 例題 54 x軸上を正の向きに正弦波が 5.0m/sの速さで進んでいる。 時 面波に る。 面る な (1) (2)

解答が載っていなかったので、解答解説よろしくお願いします(_ _)

次の問いの空所( )をうめて文章を完成させよ。 Ⅰ 図1のように、長さL [un] の鉛直な軌道PQ, 点Oを中心とする半径L 〔m〕 で中心角90度の円弧状の軌道 QR, およ び水平な軌道 RST がなめらかにつながっている。 区間 RS は長さL 〔m〕 であらく,それ以外の区間はなめらかである。 質量 m (kg) の小物体AをPから静かに放したところ, A は軌道に沿って運動し, ST上で静止している質量 (kg) の小物体Bと弾性衝突した。 ただし,重力加速度の大きさをg 〔m/s2] とし, Aと軌道RS との間の動摩擦係数をμ'′と する。 また, すべての運動は同じ鉛直面内で起きるものとする。 L □A P L 問4AとBが衝突した後のBの速さは ( のときである。 0 ER 問1AがRを通過する直前のAの速さは ( きさは ( ) [N] である。 問2AがSを通過した直後のAの速さは( 問3AがRを通過してからSに到達するまでの時間は ( L S パ E S R2 ⅠⅠ 図2のように, 抵抗値 R [Ω] の電気抵抗 R1, 可変抵抗器 R2, 内部抵抗の無視できる起電力 V [V] の電池 E, 電気容 量C〔F〕 のコンデンサー C, およびスイッチSからなる回路がある。 はじめSは開いており, Cに電荷はたくわえられ ていないものとする。 C R1 図2 B T [ms] であり,このときAが軌道から受ける力の大 ) [m/s]である。 ) [s] である。 ) (m/s) である。 問1 R1 を流れる電流の大きさが Io [A] であったとすると, R2 の抵抗値は ( [Ω] である。 問2 R2 の抵抗値を変え, R2 の両端の電圧を V, 〔V〕 とした。 このとき, R2 の消費電力はV2, V, R を用いて ) 〔W〕 と表される。 また, R2 の消費電力が最大となるのはV2が( ) (V) 問3 つぎに, R2 の抵抗値をR [Ω] に変えてからSを閉じた。 Sを閉じた直後に R」 を流れる電流の大きさは ( ) [A] であり, Sを閉じてからじゅうぶん時間が経過した後, Cにたくわえられている静電エ ネルギーは ( ) [J] である。

電磁誘導の範囲についてです。電磁誘導で電流がゼロになることがあると思うのですが、自己誘導はそのようなことは起きないのでしょうか。

リード D 第20章 電磁誘導 169 ? 288. 自己誘導 図のような, 自己インダクタンス 0.10Hのコイル, 25Ωの抵抗, 電圧 10Vの電源, スイッチSからなる回路がある。 ●(1) Sを閉じた直後に, 回路に流れる電流 I は何Aか。 (2)Sを閉じてから十分に時間が経過したとき, 回路に流れる電流 I は何 Aか ●(3) (2)のとき, コイルに蓄えられるエネルギーUは何Jか。 S 0.10H |10V 25Ω 293

至急!!! （3）は川の流れ6.0m/sを使わなくていいのはなぜですか？

1 静水上を10m/sの速さで進むことのできる船が, 一定の川幅72m, 速6.0m/s の川を渡るために手前の岸から向こう側の岸へ向かってこぎ 出した。 図のように,川の流れの向きと船のへさきとのなす角を0とす る。 172m (1) 船のへさきを060°の向きに向けて進むとき, 船の進む速さ ” [m/s] を求めよ。 √ ² = (1 ² + (5√3)² = 121 +15 12:196 A 25=14m/s 6.05 (2) 向こう側の岸へ到着するまでの移動距離を最も短くしたい。 船のへさきを向けるべき角を 0 0 1 とするとき COSO 1 の値を求めよ。 (os (180°-0₂) 10: =0.60 2 (05(180-0₁) = -(050₁ = 0.60 cus@₁ = -060 t = 1²m 10m/s Tom's The = 1125 0763² 10582=90° 1600 513 6.0m/s √splio 112=10120 船の速度 Wik A lowls Xilin 心の速度 Mariso 6.0m/s 1380-07 (3) 向こう側の岸へ到着するまでの時間を最も短くしたい。 船のへさきを向けるべき角を0-02 とするとき cos2の 値と, 到着するまでの時間 [s] を求めよ。 12=900 com/s 1²5 72m mm

（3）は川の流れ6.0m/sを使わなくていいのはなぜですか？

1 静水上を10m/sの速さで進むことのできる船が, 一定の川幅72m, 速6.0m/s の川を渡るために手前の岸から向こう側の岸へ向かってこぎ 出した。 図のように,川の流れの向きと船のへさきとのなす角を0とす る。 172m (1) 船のへさきを060°の向きに向けて進むとき, 船の進む速さ ” [m/s] を求めよ。 √ ² = (1 ² + (5√3)² = 121 +15 12:196 A 25=14m/s 6.05 (2) 向こう側の岸へ到着するまでの移動距離を最も短くしたい。 船のへさきを向けるべき角を 0 0 1 とするとき COSO 1 の値を求めよ。 (os (180°-0₂) 10: =0.60 2 (05(180-0₁) = -(050₁ = 0.60 cus@₁ = -060 t = 1²m 10m/s Tom's The = 1125 0763² 10582=90° 1600 513 6.0m/s √splio 112=10120 船の速度 Wik A lowls Xilin 心の速度 Mariso 6.0m/s 1380-07 (3) 向こう側の岸へ到着するまでの時間を最も短くしたい。 船のへさきを向けるべき角を0-02 とするとき cos2の 値と, 到着するまでの時間 [s] を求めよ。 12=900 com/s 1²5 72m mm

37のスについて 解答でキルヒホッフ第2の法則を用いていますが、どこの閉回路についてなのでしょうか？

さの方向(Bの方向とPの運動方向の両方に垂直な方向) に大きさがの 端には起電力が生じる｡ このとき, Pの内部の電場の大きさは であり、 (イ) 力を受ける。 その結果, Pの片側は電子が過剰になって負に帯電しPの画 この電場から電子が受ける力の大きさはエ)である。 電場から電子が受ける力 と電子に働く (イ) 力はつりあうと考えてよいので、V=(オ)が得られる。 (2) 次にSが閉じている場合を考える。 Pの支えをはずすと同時に, P, Q に初速度 での間, PとQは速さ uo の等速運動を行った。 このときQが1秒間に失う位置エネ uo を与えるようにQを鉛直方向に引きおろしたところ, Pがレールの端に達するま 秒間にRで発生する熱量は() となる。 等速運動では, P, Qの運動エネルギー ルギーは (カ) である。 また. この運動中, R の両端の電位差は (キ)であり,1 (秋田大) が変化しないことを考慮すると, uo は (ケ) となることがわかる。 212 図に示すように電圧e [V] の交 電源電圧 E〔V〕 の直流電源E, 抵抗値がそれぞれ R [Ω], R2 〔9〕, a R3 [Ω] の抵抗 Rs, R2, R3, 電気容量 C [F] E のコンデンサー C. 鉄心に巻かれたコイル (37 鉄心 R₁ Sis INT R₂ S₁ S₂ S, コイル2 12.0 コイル1 1とコイル2およびスイッチ S1,S2, S3, S, で構成される回路がある。ここで, コイル 1, コイル2および電源の抵抗は考えな いものとする。また,コイル1の自己インダクタンスをム [H], コイル1とコイル 2 の相互インダクタンスを M [H] (M> 0) とする。最初, コンデンサーには電荷がな く,すべてのスイッチは開いた状態にあるとして,以下の文章中の を埋めよ。 なお,図中で電圧 e, E, v1, v2 と電流 is, i2, is の正方向はそれぞれに付けている矢印 により定義する。電圧の矢印は矢の根元に対する矢の先端の電圧を表し,例えば図の 電圧eは, a点の電位がb点の電位より高いと正である。 電流は, 矢印の方向に正電 荷が移動している場合を正とする。 (1) スイッチ S と S3 だけを同時に閉じた。 このとき抵抗R に流れる電流は, [ア][A] である。コンデンサーのスイッチ S3側の極板の電荷をqとすると, q は (イ) [C] である。 gが微小時間 ⊿t[s] の間に 4g 〔C〕 だけ変化するとすれば、 コンデンサーに流れる電流はこれらを用いて,(ウ) 〔A〕 と表される。 交流電源 の電圧が, e=Eosinwt で与えられるときは (エ) 〔A〕 と求められる。ただし, E〔V〕 およびω 〔rad/s] は定数, t [s] は時間である。 交流電圧 Eosinwt の実効値 は (オ) [V] , 周波数が60 [Hz] の電源の場合, ω は (カ) [rad/s] となる。 (2) 次に, スイッチ S と S3 を開いてからスイッチ S2とS を同時に閉じたところ、 コイルに流れる電流 is は徐々に増加し, しばらくすると一定の値になった。 なお, コイル2の端子c, d には何も接続していない。 電流が微小時間 4t 〔s] の間に ⊿is 〔A〕 だけ変化したとき, コイル1の両端に生じる電圧 vi は, (キ) [V] で, 図 の電圧v2 は (ク) 〔V〕 である。 このように, コイル1によってコイル2に電圧が (A) で, 電流はえを用いると (サ) [A] である。 また､このときの電圧 2 は 生じる現象は (ケ) とよばれる。 電流が一定の定常状態では、電流は [V] である。 is 04 (A) 11:28, 10, 12(V), BE P その後, スイッチ S は閉じたままスイッチ S2を開いたところ､電流は徐々に 減少した。 この電流の は (セ)[V] である。 (長崎大) 内部抵抗が無視できる電圧E [V] の 直流電源 E, 抵抗値R [Ω] の抵抗 R, 自 己インダクタンスL[H] のコイルL 気容量がC〔F〕 のコンデンサーCからなる図1 (38) の回路について,以下の問いに答えよ。 ただし, 初期状態では、スイッチは中立の位置bにあ コンデンサーは帯電していないものとする。 り、 また, 抵抗に流れる電流 IR 〔A〕 およびコイルに流れる電流 [A] は、図1の矢印の とする。 1 向きを正の向きと (1) 初期状態から, Sをaに接続した直後に, 抵抗に流れる電流 IR [A] を求めよ。 (5) (2) コンデンサーの極板間の電圧V[V] [V] になったときの電流 IR [A] を求めよ。 ・t 175/1 (③) 十分に時間が経ったときの電流 IR [A] を求めよ。 (4) 電流 IR 〔A〕 と時間 t [s] の関係を表すグラフはどれか｡ 図2の①〜 12 のうちから 正しいものを一つ選べ。 ただし, Sをaに接続したときを t=0 とする。 20 6 t R M W 9 10 0 C. OF 図1 -t LL 8 AM 12 第4章 電気と磁気 図2 (5) 十分に時間が経ったときのコンデンサーにたまっている電気量 Q [C] を求めよ。 (6) 十分に時間が経った後, Scに接続したとき、 コイルに流れる電流と時間 の関係を表すグラフはどれか｡ 図2の①〜 12 のうちから正しいものを一つ選べ。 た だし,Sをcに接続したときを t=0 とする。 (7) (6)における電流 [A] の最大値を求めよ。 (福井大) 演習問題 213

問5について ❶W+mgv"sinθ=Pとなるのは何故か ❷mgv"sinθは何を表しているのか 以上のことを教えていただけると嬉しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

3 (配点33点) 図1のように,鉛直上向きで磁束密度の大きさがBの一様な磁場中に、2本のなめ らかな導体レール X Y が間隔で平行に置かれている。2本のレールの左側は水平で 同一水平面内にあり、途中から水平面となす角が9となるように傾斜している。 水平 部分の左端には,抵抗値R の抵抗 R, 切り替えスイッチ S,起電力 E の電池Eが接続 されている。 レール間には,長さ抵抗値R, 質量mの金属棒PP' がレールに垂直 に設置されている。 金属棒PP' は, レールと垂直な姿勢を保ったまま, レールから外 れることなくなめらかに動くことができる。 抵抗Rおよび金属棒PP' 以外の電気抵抗 は無視でき,また, 電流が作る磁場の影響も無視できるものとする。 重力加速度の大き さをg として,以下の問に答えよ。 R P [CL] Yt P' R, m B レール Y レール X 図 1 0 切り替えスイッチSをaにつなぎ, レールの水平部分で金属棒PP'に右向きの初速 度v を与えたところ,やがて PP'はレールの傾斜部分に達することなく, 水平部分で 静止した。 -37- 0 問金属棒PP' の速さがひとなったときを考える。このとき、金属棒PP' を P'′ か らPの向きに流れる電流の大きさをIとする。 (1) 金属棒PP' に生じる誘導起電力の大きさを, L, B, ” を用いて表せ。 VBl (2) 抵抗Rと金属棒PP' からなる閉回路について, キルヒホッフの第2法則を表 す式を書け｡ R, I, L, B, v を用いて表せ。 VBl=2RI (3) 金属棒 PP' の運動方程式を書け。 ただし, PP' の加速度は右向きにαとし, a, I, l, B を用いて表せ。 ma = -IBl (4) 加速度αを, m, R, l, B, v を用いて表せ。 VBl VB²l² a = - VBR XBlx m [= 20 2R 2km 問2 金属棒PP' が動き出してから静止するまでの間に, 抵抗 R で発生したジュール 熱を求めよ。 mo² 次に, 切り替えスイッチSをbに接続し, 金属棒PP' をレールの水平部分で静かに 放す。 このとき, 金属棒 PP' は傾斜部分に達する前に一定の速さとなり, その後レー ルから離れることなく傾斜部分を運動するようになった。 問3 金属棒PP' の水平部分での一定の速さを求めよ。 = 問4 傾斜部分を運動し, 金属棒 PP' の速さがvとなったとき, PP' の加速度を求めよ。 ただし, 加速度は斜面に沿って下向きを正の向きとする。 問5 やがて金属棒 PP' は傾斜部分で一定の速さとなる。このときの電池の供給電力 をW, 抵抗 R と 金属棒PP' での消費電力の和をPとする。 一定となった速さを W, P, m, g, 0 を用いて表せ。 -38-

電磁誘導について 1)のPQを流れる電流がどうしてI=E-V/Rで表されるのか分かりません レンツの法則でPQにはP→Qの向きに電流が流れるから、I=E+V/Rとはならないのですか？

<発展例題 78 運動する導体棒に生じる誘導起電力・ 図のように,鉛直下向きで磁束密度Bの一様な磁場 中に,起電力Eの電池をはさんだ間隔lのコの字型の 導線のレールを傾きの角で固定する。 これに電気抵 抗Rをもつ長さ 質量mの導体棒PQをのせ、手で 押さえておく。 手を静かに放すと, PQはレールに直交 IN したまま斜面を上昇した。 PQ とレールとの間の摩擦およびPQ以外の部分の電気 抵抗はなく,重力加速度の大きさをgとする。 大の比 LUPO OF (1) PQの速さがになった。このときの誘導起電力の大きさ V,PQを流れる電 流の大きさⅠ, この電流が磁場から受ける力の大きさF を求めよ。 (2) 手を放してもPQ が動かない場合の傾きの角を0とする。 tano はいくらか。 17 解答 考え方 (1) 誘導電流が閉回路を貫く下向きの磁束をつくるように、 誘導起電力が生じる。 (2) 手を放してもPQが動かないv=0 で, PQ が受ける斜面方向の力はつりあう。 (0) い (1) V= I1= |_1.44 |_ B•lu4tcos0 _Pioned =vBicoso icos 4t v=|-1.40|= GRE-VE-vlcose F=IBl=- = R 直で上R BI P 10 > [補足] A]\T (E-vBlcos0) Bl 10 B F R 25 191 21 が受ける斜面方向の力について,v=0 の場合のF (=) 50 Bに垂直 04t vat cose