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物理 高校生

ここはなんでkQ/xとの差ではなくて、kQ/aをつかうのですか?

次の文中の口に適切な数式または数値を入れよ。ただし,数式は,ko, a, b, x, Q, q *100.〈帯電した導体がつくる電場) のうち必要なものを用いて答えよ。 ガウスの法則によると,任意の閉曲 面を貫く電気力線の密度は電場の強さ に等しい。例えば、真空中で点電荷を 中心とする半径rの球面を仮定して考 えれば、点電荷から出る電気力線の本 数を球の表面積でわった値が球面にお ける電場の強さとなる。そのため, 電 気量q(q>0)の点電荷から出る電気力線の本数nは, 真空中でのクーロンの法則の比例定者 koを用いて,n=ア]と書ける。 図1のように,真空中に半径aの金属球Mがあり, Q(Q>0) の電気量をもつように帯電さ せた。金属球Mの中心Oから距離xだけ離れた点における電場の強さE, 電位Vについて考 える。ただし,電位Vは無限遠方を基準とする。 xこa のときは,金属球Mから出る電気力線は金属球Mの中心0から放射状に広がると考 えられるため,電場の強さEは, E=イ]とわかる。 また, その点の電位Vは, V=ウ]である。 また,x<a のときは, 導体内部の電位は導体表面の電位と等しく, 導体内部に電気力線 が生じないことから, E=[xエ], V=[オ]となる。 図2のように,内半径6, 外半径Cの金属球殻Nがあり,-Qの電気量をもつように帯電 させた。このとき,金属球殻Nが球殻内部の真空の空間につくる電場は,内部に発生する電 気力線のようすを考えると0である。 次に,図3のように,真空中で,金属球殻Nで金属球Mを囲い,金属球殻Nの中心O' が金 属球Mの中心Oに一致するように配置した。ただし, aくb<c であり,金属球Mの電気量は Q.金属球殻Nの電気量は -Qのままであるとする。このとき,中心Oから距離 x(a<xくb)だけ離れた点における電場の強さ E'は,金属球 M, 金属球殻Nがそれぞれ単 独でつくる電場を足しあわせた合成電場の強さであるので, E'=[Xカ]である。また、金 属球殻Nに対する金属球Mの電位 Vssa は,金属球殻Nの内部には電気力線は生じないので、 Vsa=キである。 金属球Mと金属球殻Nは,電位差 Visaを与えればQの電気量が蓄えられるコンデンサー とみなすことができる。このコンデンサーの電気容量Cは、C=[ク である。 金属球殻N 全属球M 図2 図3 図1 (20 関西大) A101 世

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物理 高校生

1時間後テストなので至急問1、2、4、5の解説をお願いします!

対で大きさが等しい。 この法則を作用反作用の法則あるいは雪 し、何きか 1. 速度8m/s で走っている自動車が2m/s° の等加速度運動をしたとき, 10秒後の趣 Aにも力が作用する。 0 law of action and トンの第三法則という。 A reaction B 2第一法則から第三法 則までを,ニュートンの 三法則(Newton's three laws)という。 コ 5 図2-25 作用と反作用 (問題 10x8+5M とこの間に走った距離を求めよ。 2. 3m/s で直線運動をしている質量2kgの物体に一定の力を作用させて0.5秒間で 8+2×0-100ms 32V るための力を求めよ。 また, 2秒間で止める場合についても求めよ。 3. 走行中の電車内に質量4kgの物体を天井からひも 0.5-W でつるしたとき, 図のようにひもは鉛直方向に対して -15 15°傾いた。物体に作用する水平分力を求めよ。また, こ 4kg OC の水平分力を生じさせるための電車の加速度を求めよ。 問題3の図 4. 速度 36 km/h で走っていた自動車がブレーキをか 6.250円 けてから8m走って止まった。このとき, 自動車に作用した平均加速度を求めよ。 10 にな 5. 質量0.5kgの物体を糸で引っ張り, 加速度2m/s?で鍋直上向きに引き上げるた 力て 力を求めよ。 6. 図 [m/s] と角速度 [rad/s], 外周に生 ため 15 じる向心加速度[m/s°] を求めよ。 /500min 図のように,質量1000 kg の自 1. 90kmh この 動車が,半径700 m の高速道路を 700 m 速度90 km/h で走っている。この 0 自動車に作用する遠心力を求めよ。 問題7の図 問題6の図 36 第2章 機械に働くカと仕事 さ 言 もがこ 200mm

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物理 高校生

ここにある問題の回答がないので教えて頂きたいです (自己採点)

(2) 底面積S[m?], 高さ h [m]の円柱状の物体を水(密度p[kg/m))に浮かべたところ, 物体の3分の1が水面より上に出て浮かんだ。重カ加速度の大きさを g[m/s?]とすると。 このとき物体の底面が受ける水圧は28hgであり、物体にはたらく浮力の大きさは | 29 Shg である。また、物体の重さ(重力の大きさ)は物体の密度po[kg/m?]を用いて 表すと。 30 pを用いて表すと 31|となる。この物体に手でカを加えて全体を水面より下に沈めたと き,浮力の大きさは| 32( Shg なので,手が押すカの大きさは また。その状態から、手を離した瞬間の加速度は 34|gである。 Shg であるので、物体にはたらく力のつりあいより, この物体の密度poは 33|| Shg である。 の;の のp ® jo。 @ jp。 @ p。 2 3 手を離した後、物体が上昇し、もとの浮いていた位置に戻るまでの運動は の 等速直線 ② 等加速度直線 加速度がだんだん大きくなる ④ 加速度がだんだん小さくなる 35 運動である。 4.次の (1)なめらかで水平な床上の重さ 1ON の物体に,水平から 30°上向きに 4.0Nの力を加え続 けて、床にそって 2.0m 動かした。この物体に対し,加えたカがした仕事は 36 J, 重力がし た仕事は 37J,床が及ぼす垂直抗力がした仕事は 38Jである。 の -20 2 -2.0×10° ③. ④ 2.0 ⑤ 3.5 6 6.9 の 4.0 ③ 8.0 © 20 0 2.0×103 にあてはまる数字·記号を選択肢O~0から選び、記号で答えよ。【思考·判断·表現】(2点×15) 4.0N 130° 2,0m 0 2,0 (2) クレーンが質量5.0kg の物体を一定の速さで 10秒かけて 20m持ち上げた。重力加速度の大きさを9.8m/s?とす る。このクレーンの仕事率は である。同じ物体を,手でハンドルを回すと持ち上げられる道具を用いて同じ高さまで持ち上げる。このとき,回すには「ON の力が必要であった。このとき手を動かした距離は の 4.9 2 9.8 ③ 49 ④ 98 ⑤ 2.0×103 6 4.0×103 ⑦ 9.8×103 2.0×T0--9-4.0×+0° 白9:8×+03 39|| wである。また,この物体を速さ 4.0m/s で持ち上げるときの仕事率は| 40W 410 m である。ただし、道具の質量や摩擦は無視する。 (3) 速さ 2.0m/s で進む質量2.0kgの物体の運動エネルギーは 6.0N の力を加え続け, 1Om移動させた。 このときに物体にした仕事は 440Jに変化し, 速さは の -64 2 -60 ② -56 ③ -4.0 ④ 1.0 ⑤ 2.0 ⑥ 4.0 ⑦ 8.0 ⑧ 56 ④ 60 @ 64 42Jである。この物体に運動の向きに 43Jなので、運動エネルギーは 45|m/sに変化したと考えられる。 (4) 重力加速度の大きさを9.8m/s?とする。 地上 4.0m の 2階の床に置いた質量 2.5kg の物体の重力による位置 エネルギーU [J] は, 基準水平面を地面に定めると, 46| J, 2階の床に定めると, 47 J, 地上8.0mの 3階の床に定めると 48hJとなる。 の -2.0×102 ② -98 ③ -10 ④ -4.0 ⑤ 0 ⑥ 4.0 ⑦ 8,0 ③ I0 ④ 98 0 2.0×10° (5) ばね定数 1ON/m のばねに物体をつけ自然の長さから 0.1Om 伸ばす。。この物体がたくわえている弾性力によ る位置エネルギーは 49 Jである。 この状態から, 物体にカを加えばねをさらに 0.10m伸ばしたとき, 物体に した仕事は 50「 である。 ①-1.0 ② -0.20 ⑥ 0.050 ⑦ 0.10 0.15 ④ 0.20 0 1.0 ③-0.15 @ -0.10 ⑤ -0.050 10 010 100 の

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