・⑶についてなんで安定とわかるのか教えてください ・コリオリ力に関しては円環に束縛されているから議論が不要ということですか？

120 Part 2 109. 遠心力 運動する.さらに,この円環は,その中心Cを通る鉛直線のまわりに, 一定の角速度で回転 図のように、質量mの小球が、鉛直面内におかれた平語の円頭上に拘束されてなめらか できるものとする. 重力加速度をg, また, 円環の中心Cから円環の最下点0に向かう方向と 中心Cから小球に向かう方向との間のなす角を0 (0は図の矢印の向きを正; -m ≧0≦)とし て、この円環上に拘束された小球の運動に関する以下の問いに答えよ. 〔A〕 まず,円環が固定されて回転していない場合 (ω=0) を考える. (1) 点0から円環に沿った小球の変位の大きさが十分小さいとき, 小球の運動は点0のまわ りでの単振動とみなせる。このとき、小球の振動する周期を求めよ.ただし,角度0が十 分小さいときに成り立つ近似式 sin 0≒0を用いてよい. 〔B〕次に、円環が一定の角速度で回転している場合(ω≠0) を考える.ただし、以下の問 (2) (3) では,円環とともに回転している観測者からみたときの小球の運動について考える ものとする. (2) 角速度の大きさがある値wc より小さく,さらに, 点0から円環に沿った小球の変位 の大きさが十分小さくて小球の運動が点0のまわりでの単振動とみなせるとき, wc, お よびこのときの振動の周期を求めよ.ただし, 角度0が十分小さいときに成り立つ近似式 sin 0≒0とcos0≒1 を用いてよい。 (3) 角速度の大きさをwcより大きくすると, 円環の最下点以外の0=±0(0<br<↑の 点で小球にはたらく力のすべてがつりあう.cos , を求め, さらに、そのつりあい点が安 定か不安定かを答えよ. C 鉛直線 W 10. ......... 0 円環 小球 §2-4 慣性の法則

538の(4)で、解説は理解できるんですが、私の解答のどこが間違っているのかわかりません。 ご指摘いただければ幸いです。

<思考 538. 回転する導体棒■ 半径r[m]の円形導体と,その中 心 が,磁束密度 B〔T〕の一様な磁場中に磁場と垂直に置かれ ている。OP は円形導体との接点Tで,一定の摩擦力を受 けながら回転できる。 最初, スイッチSは開いている (1) [m]の導体棒 OP のまわりで自由に回転できる長さa B W r 0 T PAAD P R OPの先端Pに一定の大きさの力を加えながら,角速度ω [rad/s]で反時計まわ りに回転させるとき, OT間に生じる誘導起電力の大きさはいくらか。 a (2) 次に, スイッチSを閉じた。 棒OP を同じ角速度 [rad/s]で回転させるには,棒 OPの先端に,棒と直角な方向にさらに力を付加する必要がある。 その理由を述べよ。 (3) 抵抗 R[Ω]で消費される電力はいくらになるか。 / (4) 新たに付加する力の大きさはいくらか。 (金沢大改)

この問題の（き、く）の部分の解決で、何故x軸方向にE/Bで移動する観測者と分かるのですか？ どなたか教えて頂けると助かります

VI. 次の文を読み、下記の設問1・2に答えよ。 解答は解答用紙の所定欄にしるせ 14 2022 年度 物理 電場や磁場の影響を受け, y 図1のように,y 軸方向正の向きに強さE の一様な電場がかかっているとする。 電気量 g (g > 0)の荷電粒子が時刻t = 0 に原点 0 から初速度 0(0) で運動を開始した。 時刻でのこの粒子の位置は (x,y)=(あ, である。 である。 ・図2のように、xy平面に垂直に、紙面の裏から表に向かって, 磁束密度B の一様な 場がかかっているとする｡ 質量 m, 電気量 g (g > 0) の荷電粒子が時刻 t = 0 に隠さ 0から初速度v = (u,0)(v>0) で運動を開始した。 この粒子が運動開始後に 初に y 軸を通過するときの時刻はt= E V y 平面上を運動する荷電粒子を考える。 0 STUSKO 図3のように, y 軸方向正の向きに強さE の一様な電場と, xy平面に垂直に紙面の から表に向かって、 磁束密度B の一様な磁場の両方がかかっているとする。 質量m, t 気量g(g> 0)の荷電粒子が時刻t = 0 に原点Oから初速度 (0,0)で運動 開始した。この粒子の x 軸方向,y 軸方向の速度をそれぞれ ux, vy, 加速度をそれぞ = Q1 Q とすると,運動方程式は 図1 X (x,y)=(0, B [O うで,そのときの座標は え) V い y 図2 B 立教大 0 図3 とな で運 で道 道を Vo 1. 2.

大阪市立大学 物理 2019 問5ですが、万有引力による位置エネルギーは考えなくてよいのですか？ また慣性力を使っているので、慣性力のした仕事なども考える必要があると思ったのですがどういうことですか？

-k) 大-理系前期 のをすべて求 00/90 P, 辺BCを あるとき,P OLD 泉 l を考える. A M , β として, こで囲まれた 大阪市立大理系前期 物理 (2科目 150分) 第 1 問 (35点) 2019年度 物理 21 図1のように、地球の中心をEとし, 球形のカプセルの中心Oが,Eを中心とした等速 円運動を行っている.ここで, カプセルの重心はOと一致している. EO間の距離はであ が中心に集まった場合と等しくなることを用いて, 以下の問いに答えよ. る。 地球の質量をM,万有引力定数をGとし, 地球がおよぼす万有引力は、地球の全質量 問1 カプセルの中心の速さ, 等速円運動の周期, および角速度を求めよ. 図2のように,EとO を結ぶ直線を軸とし,Oを原点とする.EからO に向かう向き をェ軸の正の向きとする. カプセルの中に,質量の無視できる長さ 21 の細い円筒を設置し た。ここで、円筒の端はæ= -l およびæ=lであり, 円筒の中心軸は,常に軸と一致さ せている. 質量mの小球を、円筒内のx=xo (No > 0) に静かに置いたところ,軸の正の向きに動 き始めた.ここで,小球は円筒の中を, x軸にそって, なめらかに動くことができる.小球 の質量はカプセルの質量に比べて十分小さく,また, カプセルと小球間に働く万有引力は無 視できるとして、以下の問いに答えよ. 間 2小球が位置π (20≦x≦り)にあるとき、小球に働く万有引力のェ成分を求めよ。た だし,1と考え,|a| ≪1 に対する近似式 =(1+α) = 1 - na を用 いよ. (1+a)^ 問3 円筒とともに回転する観測者からみたとき, 位置にある小球に働く力の成分F を の関数として求めよ。 ただし、 問2の結果を用いよ。 また, 解答用紙のグラフ に,Fをæの関数として描け.

イの答えって鉛直方向を考えた時って初速度必要じゃないのですか？

-物 3- 1問 次の問い (問1~5) に答えよ。 (配点25) ア 1 次の文章中の空欄 イ のを、後の①~⑥のうちから一つ選べ。 B.2m/s 図1のように,小球を水平面に対して0の方向に速さ 4m/sで投げ出すと 小球は最上点に達した後に点Aを水平面に対し 90° -0の方向に速さ 3m/s で で通過した。 このとき, 速度の水平成分は変化しないので, tan0 = あり,重力加速度の大きさを10m/s2 とすると投げ出してから点Aを通過す ア るまでに要する時間は イ sである。 pring 4 m/s 0 400116 に入れる数値の組合せとして正しいも 3.2m/s-10m/s²t 4m/s 5m/s 図1 3 sin (9⁰ m/s 0.10 X 0=4sing 90° 水平面

ホール効果についてなのですが、磁場から受ける力と電場から受ける力がつり合うと電子は画像のy軸方向に動くのですか？ 教えてください🙏

AZ IC まる。 きさ f = evB〔N〕 のローレンツ力を軸 このため、面Qは負に,面Pは正に帯電し,x軸の正の向きに電界が生じる。 Step② 時間が経過した後 x軸方向の電界の強さをE[V/m] とすると,自由電子は電界の向きと 反対に大きさ F=eE〔N〕の力を受ける。やがて, ローレンツ力と電界か ら受ける力がつり合う (evB=eE) と, 自由電子はy軸方向に直進するよ うになり,面Pと面Qとの間に一定の電位差 V〔V〕 が生じる。 よって 電 位差Vは,次式で表される。 I V=Ed=vBd= endh y enh I また,式(20) より B= V である。 金属に比べて半導体はnが小さいの で, V〔V〕が大きくなって測定しやす く, 磁束密度の測定に利用されている。 (a) (b) V 面P 図 22 ホール効果 B xBd= 面Q IB enh (20) 面P 7 面Q + + Check <Check V=Ed (p.23 式 (10)) I=enSv(p.45 式 (2)) BOMFeE + S=dh V 'f=evB BA + E E + 高 V 1.E 20

【途中計算】ここの途中計算が意味がわかりません。どうしてこんな変形してるのかわかりません．紫線の部分から意味がわかりません。わかる方教えてください

395 磁界を斜めに横切る導体棒 鉛直上向きの磁 束密度B[f] の磁界中に、右図のように導体でで きた2本のレールが間隔 [m] だけ隔てて置かれて いる。 レールは水平面に対して⑥[rad] だけ傾いて いる。レールの端に起電力 [EV] の電池E と抵抗 [値R[Ω] の抵抗Rが右図のようにつながっており P レール上に質量m[kg] の導体棒PQを静かに置くと、導体棒は水平を保ったままレー Imag 2 ルに沿って上昇していった。 重力加速度の大きさをfa/s'] とする。また,R以外の抵 抗および摩擦はないものとし、回路を流れる電流がつくる磁界は無視する。 (1) 導体棒 PQ が上昇するための起電力Eの条件を求めよ。…、 (2) PQ の上昇速度は、ある速度に近づいていき, いずれ等速度運動になる。このとき の速さを求めよ。 A (3) PQの運動が等速度運動になったとき, 単位時間あたりに回路で発生するジュール 熱は,電池が単位時間あたりにする仕事の何倍か センサ 131132 162 すこ コメン の土日 E AUR い ↑ B

これなんですけど、仕事に秒数かけたのが、ジュールじゃないんですか？なぜ、式が同じなのに別々になるのかわかりません

[L][A]が右図] うに正負をとるものとする。 DESCORTLURY 395 磁界を斜めに横切る導体棒 鉛直上向きの磁の 束密度B[T]の磁界中に,右図のように,導体でです (ym) 7 E きた2本のレールが間隔 m〕 だけ隔てて置かれてる いる。 レールは水平面に対してOrad] だけ傾いて ↑B いる。レールの端に起電力 EV] の電池Eと抵抗 値R[Ω]の抵抗Rが右図のようにつながっており、 see -1- Y P&N レール上に質量m[kg]の導体棒PQを静かに置くと、導体棒は水平を保ったままレー 2 ルに沿って上昇していった。重力加速度の大きさを とする。また、R以外の抵 /s'] 抗および摩擦はないものとし、回路を流れる電流がつくる磁界は無視する。 (1) 導体棒 PQ が上昇するための起電力Eの条件を求めよ。 PCの上昇速度は、ある速度に近づいていき, いずれ等速度運動になる。 このとき の速さを求めよ。 (3) PQの運動が等速度運動になったとき,単位時間あたりに回路で発生するジュール 熱は電池が単位時間あたりにする仕事の何倍か 131132

【動くコイルに発生する誘導起電力】自分なりに図を書いてみたんですけど、マジで3エル引いてる理由がわかりません。

本 367 動くコイルに発生する誘導起電力 右図のよう。 幅 に、20m] で磁束密度/B [Wb/m²]の一様な磁界が ある。1辺の長さが10m] の正方形のコイルを同じ平 面内に置き、矢印の向きに [/s] の速さで動かす。 右図の状態を時刻 t = 0[s] として, PQが磁界を通過 しきるまでの, コイル内を貫く磁束のWb] と 時刻 のグラフ,誘導電流I [A]と時刻f[s] のグラフを 描け。 ただし、コイルの抵抗をR [Ω] 電流は P→Q センサー 134 →R→Sの向きを正とする。 QIRI 21 B 28

右ネジをどのようにこれ使ってるんですか？磁力の向きないから分からないですよね。

電車の回生ブレーキは、 減速するときにモーターを発電機として 388 動くコイルに発生する誘導起電力 右図のように。 長い直 線状の導線にI[A]の電流が流れている。 1辺の長さが[m]の正 方形コイルを導線と同じ平面内に置き、矢印の向きにv[m/s]の 速さで動かす。 コイルの辺PSが導線 A から [m]の位置を通過 する瞬間,コイルに流れる電流を求めよ。ただし,コイルの抵抗 R〕 真空の透磁率を仰4 [N/A2] とし, コイルの自己インダ センサー 130 133~ クタンスは無視する。 389] 誘導起電力 右図のように, 鉛直上向きに磁束密度 B[T] の磁界がある。 長さ [m] の金属棒 OP が 点Oを中心 として水平面内を角速度ω 〔rad/s]で回転している。 OP の誘 導起電力の大きさはいくらか。 また, 点0と点Pのどちらの 電位が高いか。 センサー 134 M IN PAD b A S! kr→ JAB 解 390 モーターの原理 右図で, コの字型の回路が水 平面内に置かれていて、 磁束密度B[T]の一様な磁界 が鉛直上向きにかかっている。 Eは起電力 E〔V〕 の電 池 M 質量 [kg]のおもりである。 摩擦はないも のとし 回路を流れる電流のつくる磁界は無視できる ものとする。 コの字型の導線の間隔を[m], 重力加 速度の大きさを g〔m/s ] とする。 導体ab には R[Ω]かり!! 〕 の電気抵抗があるものとし、質量は無視する。 AB a 凸 TES E (1) スイッチ Sを入れたところ,Mは上向きに静かに動き出した。 スイッチを入れた 直後の,回路を流れる電流 I [A] とおもりの加速度α〔m/s'] を求めよ。 (2) おもりの速さが一定になったとき, 回路を流れる電流 電池の消費電力 おもりの 速さ,1sあたりに導体 ab で発生する熱量とおもりを持ち上げる仕事率を求めよ。 132