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物理 高校生

物理の電磁気に関する問題です 出典:大阪大学(理系)2019 2枚目の写真にある問4について、解説では極板Dを移動しても電気量は変わらないため電荷の保存則を用いていますが、 ①「電気量が変わらないのはスイッチ1を切ったから」と言う解釈で良いのでしょうか? ②解説にある等... 続きを読む

22 2019年度 物理 〔2〕 以下のような,二種類の回路で起こる現象について考えよう。 お I.図1に示すように, 3枚の平行極板 A, B, D が置かれている。極板Aと極 板Bの位置は固定されており,極板Dは摩擦なく, 平行を保ったまま極板に NATURE 垂直な方向に動く。極板D は, スイッチ S を介して電圧 V の直流電源,ス イッチ S2 を介して自己インダクタンス L のコイルとつながっている。 3100 最初に極板 D は極板 A-Bの中間に置かれており,極板D-Aと極板D-Bの 間隔はともにdで極板間は真空になっている。このとき極板 D-A,極板 D-B からなるコンデンサーの静電容量は両方ともにCであった。スイッチ SL とスイッチ S2 はともに開いていて,どの極板にも電荷は蓄積していないもの とする。極板 D の変位をx(x <d), 最初の位置をx=0とし、極板Bか ら極板Aへの向きをxの正の向きとする。極板の面積Sは十分広く, 極板 きとする。他の面積は十万 16 の厚みはd に比べて十分薄いものとする。 極板の端の影響は無視できる。ま た導線及びコイルの抵抗は十分小さく, 無視できるとする。 61923 idid: *** Č6 +6 Aとせよ。 33817343 AJAN B D L X 4 #5820 ASHXU 05-0400 (3₂/Stot 図 1 FV (1) 02 (>) m ようこ出店 narosa # (3)

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物理 高校生

答え又は解き方教えてください 問1から4です

【物理 必答問題】 GEO 2 次の文章(IⅡI) を読み、後の各問いに答えよ。 (配点 30) 床面 I (a)~ (d) で持ち上げる。 水平な床面上にある質量10kgの物体を, 滑車とひも, 棒を使って,次の四つの方法 *TARD ここで、滑車および滑車に取り付けられた棒の質量は無視でき, 滑車はなめらかで、滑 どうしがぶつかることはないものとする。また、ひもは軽くて伸び縮みせず、滑車に凄 する部分を除いて鉛直に張っているものとする。 なお, 図1に示すように, 棒は常に水平 または鉛直であるものとする。 重力加速度の大きさを9.8m/s とし, すべての問いにお いて有効数字2桁で答えよ。 方法 (a) 図1(a)のように, 1個の定滑車を用いて、 ひもの端P を鉛直下向きに手で引く。 方法(b) 図1 (b)のように, 1個の定滑車と1個の動滑車を用いて, ひもの端Pを鉛直下向 DES きに手で引く。 LASTA DESCOB 方法(c) 図1(c)のように,2個の定滑車と2個の動滑車を用いて,ひもの端P を鉛直下向 きに手で引く。 方法 (d) 図1 (d)のように、3個の定滑車と2個の動滑車を用いて, ひもの端P を鉛直下向 きに手で引く。 定滑車 ひも 物体 (a) ・棒 •P 動滑車 引く力 の向き 10kg 図 1 -50- (8) 棒 (c) 集 A a H (d) 問1 方法 (a) で, 物体を鉛直上向きにゆっくりと引き上げるとき, ひもの端Pを鉛直下 さする向きに引く力の大きさは何か。 10×9.858- 2 方法 (b)で,物体を鉛直上向きにゆっくりと引き上げるとき,ひもの端Pを鉛直下 向きに引く力の大きさは何Nか。 問3 次の文章中の空欄 ア ~ である。 I に入れる数値をそれぞれ答えよ。 物体を鉛直上向きにゆっくりと 0.50mだけ引き上げる。 この間に、いずれの方法 であっても ひもの端Pを引く力がした仕事は Jであり,重力がした仕事は イ Jである。 また, 方法 (c)で物体を鉛直上向きにゆっくりと0.50mだけ引き上げるとき,ひも 面の端Pを引く力の大きさは Nであり、ひもの端Pを引く距離は I m L'OISIN ア 問4 方法 (d), ひもの端P を一定の速さ 0.20m/s で鉛直下向きに引くとき, 端Pを引 く力がする仕事の仕事率は何 W か。 - 51-

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なぜ⑴では空気の屈折率を文字で置いてるのに、⑷は屈折率1で考えてるのか教えてください。

|30| 光通信などに使用される光ファイバーでは、光の全反射現象などが利用されている。 その原 理を図のような円柱状媒質のモデルで考えよう。 円柱の中心軸からある半径までの部分は屈折 率(絶対屈折率nの媒質Iであり,その外側は屈折率nの媒質ⅡIである。円柱の端面は中心 軸と垂直であり、図は,円柱の中心軸を通る平面で切った断面図である。 この平面内で , 空気 中から円柱の端面の中心点Aに入射角で入ってくる光が, 屈折して円柱内に入り, その後ど のように伝わるかを調べる。 屈折率の間には、 常に nnn (no は空気の屈折率) という 関係があるものとして, 以下の設問に答えよ。 (1) 光が媒質I と媒質ⅡIの境界面で全反射をして, 媒質Iの中だけを伝わるためには,入射角 はどのような条件を満たせばよいか。 sin0 についての不等式で示せ。 (2) 屈折率の大きさによっては,入射角をどのように選んでも光が媒質 ⅡIの中に入れないこ とがある。 そのようなことが起こらずに, 光が媒質ⅡIの中にも入ることができるためには, 屈折率の間にどのような関係があればよいか。 (3) 屈折率の間に設問 (2)で求めた関係がある場合, 光が媒質ⅡIの中には入るが円柱の外には出 ないためには,入射角0はどのような条件を満たせばよいか。 (4) 光が点Aに入射角で入射し, 媒質Iの中を全反射しながら光ファイバーの長さの方向 に距離だけ進む時間を求めよ。 ただし, 真空中での光速度をcとする。 空気 no 0 A no N2 "n₁" n2 空気 媒質 ⅡI -媒質Ⅰ 媒質 Ⅱ

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物理 高校生

(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

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