⑸の計算がよく分からないのですが、途中過程を細かく教えて頂きたいです🙇🏼‍♀️

右の図は,起電力E, 内部抵抗rの直流電源に, 可変抵抗器(抵抗値Rは自由に変 396,397,398,390 基本例題 81 電池から供給される電力 EA えられる)をつないだ回路を示している。 (1)可変抵抗器を流れる電流Iを求めよ。 (2) 可変抵抗器に加わる電圧Vを求めよ。 (3)全回路で消費される電力 P。 を E, r, Rで表せ。 (4) 可変抵抗器で消費される電力 P、を E, r, Rで表せ。 (5) P, の最大値を求めよ。また, そのときのRを求めよ。 (6) Po-Pは何を意味するか, 15字以内で説明せよ。 RS 念 解営 E Y 指針 キルヒホッフの法則I E=RI+rl, 電圧降下 V=RI, 電力 P=IV=I°R などの式を用いる。 解答(1)キルヒホッフの法則Iより P=1°R とき,Pは最大と なり,最大値は E E=RI+rI I'r E よって I=- R+r 4r E (2) オームの法則「V=RI」より R -E R+r' Po=IE 別解(4)の式をRに関する2次方程式に V=RI= 変形して PR°+(2P.r-E")R+P.f=0 Rは実数であるから, 判別式Dは D=(2P.r-E°)-4P,×P.r =E'(E°-4P.r)20 D= (3) 電力の式「P=IV」より E? Po= IE=- R+r (4) 電力の式「P=I°R」より 3 2 E P=l'R= R R+r, ゆえに P.s P,の最大値 E E 4r' 4r マー() EJR \? R+r E? 2 のとき(4)より R=r (6) E=RI+rI より IE=I°R+I'r よって Po=P,+I'r すなわち Po-P、=I'r Po-Piは 内部抵抗rで消費される電力。 E (5)(4)より P== Rtr! E? 三 (VR+r/NR)(/R-r/\R) +4r r よって,VR=,すなわち, R=rの VR

2番教えてください

退2 ができる。なぜだろうか。 題3 一大きい子供と小さい子供がシーソーで遊んでいる。うまく遊ぶためにはどうしたらよ いか。またその理由を述べよ。 自転車でペダルを踏む力を車輪に伝えるのに,どのような機構が使われているか調べ よ。また,自転車でばねが使われているところをあげよ。ばねを用いることでどのよ うな効果があると思うか述べよ。 題4- 15 一歯車が使われている身のまわりにある機械を探せ。 16 白転車でベアリングが使われていると思われる場所をあげよ。

これの答えは大人:0.5m/s²ではいけませんか？

U.U人9.0 1=35N 84. 作用と反作用 (60-100 解答 大人: 0.50m/s°, 子供: 1.0m/s 指針 大人と子供が押しあう力は, 作用· 反作用の関係にあり,大き さが等しく,逆向きである。大人と子供のそれぞれにおいて運動方程式 を立てる。 解説大人と子供が押しあう力は等しく, どちらも40Nである。両者が運動方向に 受ける力は,図のように示される。右向き を正として,大人と子供の加速度をそれぞ れa, az とすると,運動方程式は, 大人:80a」=-40 80kg 40kg 40N 40N a=-0.50m/s? 子供:40a2=40は a2=1.0m/s 大人は左向きに大きさ 0.50m/s。, 子供は右向きに大きさ 1.0m/s' の加 速度となる。

物理の電磁気の問題ですが(3)の解説がよく分からないので解説していただけますか？

(琉球大) 123 鉛直上向きで磁束密度Bの一様な磁界 L 中に, 十分に長い2本の導線 abと cd が水 平に間隔しだけ隔てて置かれている。 ac 間 には, 抵抗値R の抵抗と起電カEの電池が E- 接続されている。導線 ab, cd間には,これ らと垂直になるように質量M の導線Lが置 かれている。はじめ, Lは固定されており, Lと導線 ab, cd 間の静止 R B d C 鉛直上方から見た回路

(3)でなんでQを使えるのかわかりません。 この問題は電圧降下の和＝0とか、孤立部分の電気量保存みたいなのを使って解けますか？

00 C3 102 図はコンデンサー Ci, C, Ca(電気 容量はそれぞれC,2C, 3C), 電池(起 電力V)およびスイッチ S., S。 と抵抗R からなる回路である。最初,スイッチは どちらも開いており, いずれのコンデン サーにも電荷はない。 I.まず,スイッチS. を閉じ, C, と Ca C2 R C」 S2 Si とを充電した。 (h C, に蓄えられる電気量はいくらか。 (2) C。にかかる電圧はいくらか。 I.次に,S, を開いてから, S.を閉じ,十分に時間がたった。 o-O 0-

この問題の(1)の質問です。 この本の答えは張力を鉛直方向に分解し、重力との力のつりあいで式を立てていますが、なぜ張力を分解したのでしょうか？ 僕は重力が張力と同じ向きになるように分解し、 S=mg cosθ と式を立てたのですが、なぜ答えが違うのでしょうか？ ※ある程度... 続きを読む

8.円運動99 基本例題28 円錐振り子 基本問題 203, 204, 205 図のように、長さ 1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 鈴直方向とのなす角を0, 重力加速度の大きさをgとして, 次の各間に答えよ。 (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。 12 00 m 000 の意供 m(Isin0) w。%=mgtan0 DIX8.0 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カの水平成分であ 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 指針 g lcos0 の= lcos0 (変周期Tは, T== 2元 =2元, の g 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 国(みえる。力のつりあ いの式を立てると, (2)の運動方程式と同じ結果が得られる。 m(lsin0)?-mgtan0=0 m(1sin) S。 てる。なお, 円運動の半径はIsin0 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 EL Ssin0=mgtan0 PIO mg Scos0 S いから, Scos0=mg Ssin0 S=-mg coso 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。 6u A (2) 糸の張力の水平成分Ssin0=mgtan0が向 心力となる。運動方程式 mro?=Fから, 第Ⅱ章 力学

最後の問題のエネルギー収支の式の立て方がわかりません。 わかる方いれば、ご教授願います。

27 斜面上の導体棒による電磁誘導( 1999 信州大) 図に示すように, 鉛直上向きの一様な磁場(磁東密度B(T))中に, 2本の平行な十分に長い レールがあり,その上に質量 m[kg] の導体棒PQ がレールに直角に置かれている。レールは 間層m]に保たれており, 水平とのなす角度を変えることができる。レールには内部抵抗の 無視できる起電力EV] の電池とRT&] の抵抗が接続されている。レールと PQの電気抵抗 は0であり,両者は常に電気的接触が保たれる。 レールと PQの間には摩擦はない。重力加速 度の大きさをg{m/s°] として, 以下の問いに答えよ。 I.水平面とレールのなす角度が 0。のとき, PQを静止させるために外から加える力の大きさ が0であった。 tanθ,の値を示せ。 II. 水平面とレールのなす角度を θ。よりも小さい角度θにする。外から力を加えて静止状態 を保ち,その後, 力を取り去ったところ, PQはレール上を運動し始めた。ただし, レールは 十分に長いものとする。 (1) PQが運動する向きはレールに沿って上向きか下向きか。 (2) PQの速さがひ [m/s] となった瞬間の, PQに生じる誘導起電カの大きさ,およびその 向きを求めよ。 (3) PQの速さが“[m/s]となった瞬間の, PQのレールに沿った上向きの加速度を求めよ。 (4)十分に時間が経過した後, PQ は一定の速さで運動するようになる。このときの速さを 求めよ。また,このときの電池が供給する電力を求めよ。 E(V] B(T) R (Q) Q Im] P 水平面 -123-

(4)です 重力による位置エネルギーの減少分だということはわかるんですが、それが、重力が単位時間にする仕事、になぜなるのかがわかりません F=BILの力の仕事とかは含まれないんですか？

そって降下を続けた。 レールと棒との摩擦および棒以外の部分の電気抵抗はないものと 292.磁場中の斜面をすべり下りる導体棒● 図のように, 磁束密度Bの鉛直上向きの一様な磁場中に,間隔Lの2本の 平行導体レールが水平に対して角0で固定されている。2 本のレールは上端で導線により接続されている。このレール 上に水平に長さL, 質量 m, 電気抵抗Rの導体棒 PQ をおく。 この棒に大きさ v0の初速度をレールにそって下向きに与え ると,その後棒は水平を保ち, 一定の速さ vo のままレールに B Vo 30 L、 し,重力加速度の大きさをgとする。 (1) 棒を流れる電流の大きさIと向きを求めよ。Iは vo, R, B, L, 0を用いて表+ (2) 棒にはたらく力のつりあいから速さ vo を, R, B, m, g, L, 0 を用いて表せ。 (3) 棒で単位時間に発生するジュール熱Qを, R, B, m, g, L, 0を用いて表せ。 (4)このジュール熱は何によって供給されているか。 SPr

どうして滑り出さない時に F<μN になるんですか？ わかりやすく教えてください！ Fは摩擦力です

このとき (3)斜面の傾斜角0は,直方体が倒れない最大角であり, 力(静止摩擦力と垂直抗力の合力)の作用点はPにある。そのため Pのまわりの抗力のモーメントは0となる。(2)の結果を用いて Pのまわりの力のモーメントのつりあいの式を立てると, mghsiné 2 ī tan0= h mglcos0 2- (4) 直方体はすべり出さないので, F<μNである。したがって, M、=M。 ニ 結果を用いて、 mgsin0Sumgcos0 2tan0= h 供付

わかりません教え下さい。お願いします🤲

ボートのエンジンが, 仕事率3000 w (/s) の割合でエネルギーを出し, ボートを 9 km/h の一定速度で走らせる。ボートの運動を妨げている力の大きさは何Nか。 ヒント:ボートが一定の速さで走るためには, 抵抗力をfとして, fが1秒間にボートにする 仕事とエンジンが供給するエネルギーがちょうど等しくなければならない。ボートは 1秒間に2.5mむ進ので, 1秒間に抵抗力がボートにする仕事は「N)×2.5(m]である。