106(オ)がわからないです

(2)図の最初の状態にもどる。すなわち,各スイッチは開いており、 (4)各コンデンサーの耐電圧(耐えられる電圧の限界)がすべて 45Vであるとき,合成コンデ C, Dの電位はそれぞれ Va=V(V), Va=Dオコ×V[V). [V/m]である。導体板 A, B, C, D間に蓄積されている静電エ 図1のように、十分に広い面積Sをもった平行板コンデンサーにおいて, 左側の極板Aは この状態でスイッチ S.のみを閉じた。このとき, 専体板A, B, どの導体板にも電荷は蓄えられていない。次の2つの操作後の結果を比較しよう。 d(m)、2d (m), 3d[m) とする。ここで, dは導体板の辺の長さ aと比較して十分小さいと する。国中のS,Sa. Siはスイッチを表している。 電源Vは電圧「V[V) の直流電源であり。 操作a):スイッチ S」を閉じ,しばらくしてスイッチ S,を開く。 それからスイッチS.を る文章を解答群から選べ。ただし、 数式は C, V、 dのうち必要なものを用いて答えよ。 2つの導体板 A, Bを平行板コンデンサーとみなしたときの電気容量を CIF) とする。 導体板Dは電源の負極とともに接地されている(接地点の電位を基準V とする。 また。 84 コンデンサー 85 標準間■ A つり最初の状態ではどの事体数にも電荷は書えられていたい。 °104.(コンデンサーの合成容量) 6.0Vの直流電源Eと,電気容量がそれぞれ 3.0μF, 1.5μF, 2,0μF, 2.0μFの4つのコンデンサー Ci, Ca, Cs, C4を図のように 接続し、十分に時間を経過させた。各コンデンサーは,接続する前 は電荷をもっていなかったものとして,次の問いに答えよ。 (1) 4つのコンデンサーの合成容量 C [uF] を求めよ。 (2)各コンデンサーに加わる電圧 Vi. Vz, Vs, Va [V), および蓄えら れた電気量Q,Q, Q, Q [C] を求めよ。 (3) 各コンデンサーに蓄えられた静電エネルギーの合計び [J] を求めよ。 C C。 S」 し ×V (VJ, Vo=UV である。導体板BとCの向かい合 C。 れらの間の空間に発生する電場は図で右向き, その強きは AB C E ネルギーの合計はオ|×CV2[J] である。 通体所の間属は拡大して かいてある ンサーとしての耐電圧 Vimax (V] を求めよ。 105.(ばね付きコンデンサー) (10 群馬大) 閉じる。 固定されているが、右側の極板Bは壁に固定されているばね (ばね定数k)につながカて。 て、Aに平行なまま動くことができる。極板が帯電していないとき, ばねは自然の長さのい 態にあり,極板間の距離はdであった。次に,図2のように,極板Aに正, 極板Bに自の筆 荷を徐々に帯電させるとばねは徐々に伸び,最終的に極板Aに +Q, 極板Bに -Qの雷益た 帯電させたところ, ばねの伸びが 4d (Ad <d), 極板問距離がd-ddとなったところでつり あった。真空の誘電率を Eo, 空気の比誘電率を1とする。また, ばねおよび壁の帯電, 重力 の影響はないものとする。次の問いに答えよ。ただし, (2)~~(5)は, Eo, d, k, Q, Sの中から 必要なものを用いて解答せよ。 (1) 電気力線のようすを図3に矢印で表せ。 極板間の電場の強さEを求めよ。 極板Bにはたらく電気的な力Fを求めよ。 (4) dd を求めよ。 (5) 極板間の電位差Vを求めよ。 ここで、極板Bを固定し、極板Aに +Q. 極板Bに -Qの電荷 を帯電させたまま、極板間に、比誘電率2の誘電体を図4のよう にゆっくりと差しこんだ。 6 このときの電気力線のようすを図4に矢印で表せ。 (7) Bにはたらく電気的な力は,(3)と比べてどうなるか。 を開く。 初めに操作(a)による結果を考察する。操作終了後,導体板CとDの間の電場の強さは 一カ(V/m] であり,導体板Aの電位は Via=Lキ ×V(V) である。このとき、毒体 新間全体に蓄積された静電エネルギーは,(1)のエネルギーの値オ×CV?[J) の ク]番 である。 一方,操作(b)の場合, 操作終了後に導体板AとBの同に発生する電場の強さはケ (V/m] であり, 導体板Aに蓄えられた電気量は Q=D■コ C) である。 また、事体板 A Bの電位はそれぞれ VAb= サ×1/[V), Vias=■シ×1/(V) となる。この場合、毒 体板間全体に蓄積された静電エネルギーは, (1)のエネルギーの値閉×CV*(J]の ス] 倍である。 したがって、2つの操作後の結果を比較すると次のようなことがわかる。 スイッチS。 を閉じると導体板 B, C間に発生していた電場が消失するので, スイッチを開じた直後。 その分の静電エネルギーが減少する。このとき、 セ」ということがいえる。 (2)の(b)の操作後,しばらくしてスイッチS:を開き、それからスイッチS,を開じた。この とき,導体板Cの電位は V%=[ ソ×1/[V] で, 導体板BとDに蓄えられている電気量 (絶対値)はそれぞれタ×0,[C). 「 チ]×Q&(C) となる。ここで、 &はこのコ(C である。 |セの解答群 3- d-dd- B A B otinl Foom P00000 +Q-91 図1 図2 -Q +Q 図3 +Q *106.(4枚の導体板によるコンデンサー回路) (15 広島市大 改) 図4 (a), (b)で等しくなる 間の静電エネルギーに加算される (14 東京理大改) s」a 51

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★発展問題1(20点) 滑らかで水平な床面上に静止していた質量1kgの物体に, 質量5kg の物体が1m/s で衝突 した。衝突後,質量5kg の物体が完全に静止し, 質量1kgの物体が速さ5m/s で動き始める ことはあり得るか?ヒント:衝突前後の運動エネルギーを比較する。 計算 」 (答 あり得る, あり得ない ) *どちらかに○

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★発展問題1(20点) 滑らかで水平な床面上に静止していた質量1kg の物体に, 質量5kg の物体が1m/sで衝突 した。衝突後,質量5kg の物体が完全に静止し,質量1kg の物体が速さ5m/s で動き始める ことはあり得るか?ヒント:衝突前後の運動エネルギーを比較する。 計算 (答 あり得る。 あり得ない )*どちらかに○

わかる方いませんか？

★発展問題1(20点) 滑らかで水平な床面上に静止していた質量1kgの物体に, 質量5kgの物体が1m/s で衝突 した。衝突後,質量5kg の物体が完全に静止し,質量1kg の物体が速さ5m/s で動き始める ことはあり得るか?ヒント: 衝突前後の運動エネルギーを比較する。 計算 」 (答 あり得る。 あり得ない)* どちらかにO

高2物理です。 (1)と(2)の解説をお願い致します。 あと、(2)は速度なのに向きが書いてなかったのですが、何故ですか？

15 x-t グラフとv-t グラフ 右のr-t グラフは、直線上を右向きに動き 始めた物体の運動を表している。 (1) 0~2.0 s. 2.0~4.0 s.4.0~8.0sの各区間の変位を求めよ。 X(m] 40 0 2.0 4.0 6.0 8.0 t[S) (2) 各区間の速度を求め,右下に vーt グラフを描け。 U[mys] (3) 各区間の移動距離をひ-t グラフとt軸で囲まれた 0 2.0 4.0 6.0 8.0 t[S] 面積より求め,r-t グラフと比較せよ。

この問題で出てくる回転半径というのはなんですか？またどうしてRcosθになるんですか？

235.自転による遠心力 ○遠心力の大きさが となる赤道上においてき その大きさは重力の 0.3%程度である。 4元mRcos0 T? 4元R 倍 T'g 解答 指針(1)緯度0での回転半径を求め, 遠心力を計算する。(2) (1) の式を用いて遠心力を求め, 北極での重力と比較する。 解説)(1) 綿度0での回転半径rは, r=Rcos0である(図)。 遠心力の大きさF'は,角速度の=2π/Tの関係を用いて、 0 CS Rcosh O 遠。 4元°mRcos0 T? 万有引力 1e 重力 /2π F '=mro?=mRcos0.()= T 赤道 R- (2) 赤道上では0=0であり, 赤道上での遠心力の大きさは, (1)の 4元°mR 結果から,F'=- となる。北極での重力加速度の大きさ T? がgなので, 北極で受ける重力の大きさは mgである。遠心力と F'_4T°mR 重力を比較すると、 4で°R -倍 m? ド

この問題の(g)についてですが、答えの仕事は正でした。ですが電場と逆向きに電子が動くため仕事は負だと思うのですがなぜ違うのしょうか？？

90 15直流回路 標準問題 必解111.〈導体中の自由電子の運動〉 断面積 S, 長さLの導体がある。この導体には, 電気量 -eの自由 電子が単位体積当たりn個含まれるものとして,次の問いに答えよ。 (1)図のように,導体の両端に電圧 Vを加えた。 (a) 導体内に生じる電場の大きさはいくらか。その向きは図の A, Bのいずれか。 S (b) 自由電子が電場から受ける力の大きさはいくらか。その向きは 図の A, Bのいずれか。 (2) 自由電子は電場から力を受けるが, 導体中の陽イオンからの抵抗力を受け, この2つのカ がつりあって,自由電子は一定の速さで移動するとみなせる。この抵抗力の大きさが自由 電子の速さに比例すると考え,その比例定数をkとする。 (c)自由電子の速さはいくらか。 (d) 導体の断面を単位時間に通過する電子の数はいくらか。 (e)導体を流れる電流の大きさはいくらか。 (f)オームの法則と(e)の結果を比較すると,導体の抵抗はいくらになるか。 (3) 導体の両端に加えた電圧により生じた電場は, 抵抗力に逆らって自由電子を移動させる 仕事をする。この仕事は, 導体から発生するジュール熱と等しくなる。 (g) 電場が1個の自由電子に単位時間にする仕事はいくらか。 (h) 導体から単位時間に発生するジュール熱はいくらか。 [17 福岡大)

教えてください。

局 次の文章を読み, 次の問いに答えよ。 屋さが無視できる半径 の球形の空洞容器 (球吉) がなめらかに動くビス トンのついたシリンダーと体積の無視できる細管でつながれている。初め。 細管は暑じられていて球殻内のみに質量 w の単原子分子 W 個からなる理 想気体が封入されていた。 分子の1 つが速さ ゥで運動していて, 図1 のように角 の で球殻に衝突し ている。 衝突前後でこの分子の速さは変わらず, その速度は球面に垂直な 成分の向きのみが逆になる。 この衝突によ る分子の運動量の変化 | 力積として球殻に与えられる。分子どう しでは衛突しない場合, この分子 は衝突から次の衝突までの珍重距刻 イー] を速さ で移動し。 時間ーワウー」 ごとに衝突をくり返す。つまり。 角 の で球疫に衝突する分子は 図1 1 1 同当たり思積(ア) を球殻に与える条突を単位時間当たりーエー] 回起こすので, この分子が球殺に与える単位時間当たりの力積の大 し チ となる。このように, 分子 1 個が球殻全体に与える力積の大きさ (オ) は衝突角 9 によらないことがわかる。 平均の速さがっの分子 個からなる気体は大きさカ ] のを表面積 4rS の球殻全体に及ぼしているので、和気体の圧力は の「キコx(-) ご ことがわかる。この となる。 球殻内部の体積 衝で をとおくと, 気体の圧力と体積の積 の” は気体分子の運動エネルギーの総和に比例することが4 YO宮キー 7た4 ヵレと温度 の の理想気体の状郁方程式 のアー を7 (をはボルツジマン定数) との比較から. 微視的な気体分子 1 個当たりの運動エネルで が尼視的な量の温度 7 で表せる。したがって, 巨視的な量の気体の内部エネルギーも[ ク |メ7 と表せる。 ⑦⑰ [アナレグ に適切な式を入れよ。 に 半党 都にせ この気体が体積を保つて温度人から 47 だけ変化するとき, 気体の[-い_] の変化は(ク)X47 となる。一万、 一定体積の気人は外 コー 気 部とやり 事をしないので, | ろ 」より, 気体に出入りした熱量と気体の内部エネルギーの変化は等しい。このように、 定体積の気体が外部 とりするエネルギーの種類は熱のみで, その量は変化前後の温度差 47 のみによることがわかる。 次に, 気体の体積が変化できるように細管を開いた。 け変 所 4 これから、埋度了 を保つて体 この気体が温度 7 を保つて体積からわずかに 4P だけ変化するとき, 気体がする仕事は NATやセ- となる。これから が 積が 炉 からその $倍の So に変化するときの気体がする仕事は &71ogS となる。 一方, 一定温度の気体の (い) は変化しないので、 (の) か ら, 気体に加えた熱量は気体がする仕事に等しい。したがって 等温変化する気体に出入りした熱量を昌度でわった量は NAogS のよう ご に変化前後の体積比 $のみによる。 ② [むしラリ に送功な族句を入れよ。

大門10番と大門I Iで、左辺と右辺の関係式が違うのはなぜですか？

10 伯量100g の鉛の弾丸を4007z/sの速さで水平に、0C の氷山に打ちこんだ。 o(1) 弾丸の運動エネルギーが全部熱に変わるとき、何発生するか。 | NN (2) 氷の融解調を3367/g, 打ちこまれるときの弾丸の温度を100*C, 鉛の比府を0.1267 / gi と、何 の氷がとけるか。 ) 1 周 の小さな銘玉が標的に撃ち込まれ、その際発生する熱によって鉛玉がすべて融けで3 った。 発生した熱は標的には伝わらなかった。 鉛の融点を3359C、 融解 237/g 、 比較を0.13 して鉛玉の速さを求めよ。 “

最後の問題　キ　に関して 解答のエネルギー保存の左辺右辺それぞれの比較点がどこかわかりません。 予想は左辺は板を離す前の静止している状態？で右辺は任意のxとして全てのエネルギーが働いている状態？だと思うのですが、任意点ならxの場合分けとか色々考えたくなります。誰か助けてくだ... 続きを読む

り付ける。ばねの長さが自然の長さになる 選 物体を支える。ばねの質量は無視でき, 重力 由| 且 とする。 は(ばね証数り ゆっくりと下げていくとき, 板が物体から さ 上 板と物体との間には力がはたらいている。 胸還|板と物体との間にはたらいている力 "ーッ 物体(質量 み) と おちょェヒデーウょっ 板 ときのばねの伸びは| イ |でぁる。 USJcp 本 物体は単振動を行う。この運動において. ばね る。 物体の速さが0 になるのは, ばねの伸びが あり, このときのばねの伸びは| エ |でぁる。 | |であり, このときの物体の速さは ギーをyッ軸としてグラフに表すと, の 〔折殖大 改