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物理 高校生

物理の問題です。至急です! ひとつでもいいので分かったら教えてほしいです。

剛体の釣り合いに関する問題 人間が二足歩行するようになってから脊柱や腰にかかる力学的な負担がいかに大きくなった かを人体の簡単なモデルを用い、剛体の力の釣り合いから理解する問題を考える。図1、2は 人間の脊柱をモデル化し、これを剛体として各所にかかる力を示したものである。 B Fsin12" Wsing Fsin(9+12") W 12" M予 C Fcos(0+12") 12° 番Wsin@ 各W 図1 図2 このモデルでは、A(腰)からB(肩)までの部分が脊柱を表し、鉛直から0だけ傾いている。 A点では下半身上端の仙骨から抗力Rを受けている。D点には(仙骨とつながった脊柱起立筋 が上半身を引っ張り上げる力)Fが働き、その方向は AB とa=12°の角をなしている。頭と腕 を除く上半身および頭と腕にかかる重力はそれぞれ、脊柱の中心Cおよび肩Bに鉛沿直下向きに かかり、その大きさは体重を Wとして、W,Wとしている。また AB間の長さをL、AC間、 AD 間をそれぞれ L, 3Lとする。(図2では AB 間の長さとなっているが、Lとすること) このモデルをもとに以下の問いに答えよ。 脊柱に働く力の釣り合いを表す式を、水平方向(x)および鉛直方向(y)に分けて作れ。 ただし図中12°と示された角はaとすること。 脊柱に働く力の釣り合いを表す式を、脊柱(AB)に沿う方向(I)および ABに垂直な方 向(1)に分けて作れ。ただし抗力Rのそれぞれの成分は R およびR」を用い、また図 中 12° と示された角はaとすること。 脊柱に働くトルクの釣り合いを表す式を作れ。ただしトルクはAを回転中心として求め、 また図中 12° と示された角はaとすること。 力およびトルク両者の釣り合いの式より、FおよびRをW、0、aを用いて表せ。 ただし、力の釣り合いは2. のR』 およびR」に関する式を用いること。 W=50 kgw、0=30°、a =12°の時、F, R の大きさを有効数字3桁で求めよ。 この人体モデルで表される看護師2人が同じ体重の患者1人を抱える状況を考える。1人 あたり(1/2)W kgを抱えることを、B点に鉛直下向きに(1/2)W kgw の力が追加された場合 として、F、Rの大きさを求め、これらが Wの何倍になるかを求めよ。ただしW=50 kgw、 0=30°、a =12° とする。 1. 2. 3. 4. 5. 6.

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物理 高校生

一様な電場の問題(4)(5)について質問です。 (4)Ecos60°と(5)-Ecos60°はそれぞれ図示するとどの部分なのでしょうか? また、A→C成分の時だけマイナスがつくのはどうしてですか? 解説お願いします🙇‍♀️

出題パターン 60 一様な電界 図のように、大きさE(N/C)の一様な電界中に 3点A. B,Cを考える。電界の向きはAからB A に向かう向きで, AB=BC=CA=1{m)である。 このとき次のものを求めよ。 (1) B点に電気量q(C)の正の電荷を置いたとき に受ける電気力の大きさ(N)。 (2) 電気量q(C)の電荷をゆっくりとB点から A点に運ぶのに必要な外力のする仕事()。 (3) B点に対するA点の電位 VaB (V)。 (4) B点に対するC点の電位 Ves (V)。 (5) A点に対するC点の電位 Va(V)。 E a-8「図 ャニ の金 5 0解答のポン (1)では電界の定義(2)~(5)では電位の定義: No.2を用いる。 解法 同している (1) 電界の定義より,電界E中に+1Cを置くと電気力E (N) を受ける。 よっ て,+q[C] を置くとそのq倍の qE [N] 舎を電界と同じ向きに受ける。 (2) ゆっくり運ぶには,(1)の電気力カと同じ大 きさで逆向きの外力 qE (N] を加える必要 がある(図 18-8)。この外力を加えつつI(m] 動かすのに要する仕事は qEl (J] 舎 (3) 電位の定義: No.2より, B点からA点 まで+1Cをゆっくり運ぶのに要する仕事 が VaB なので,(2)より q=1とおいて、 (2)の移動 A 万向 +q[C) =→電界E 外力qE B 60)。+1C 外力E Vae= El (V) +1C (4) 同様にB点からC点まで+1Cをゆっく 万向 り運ぶのに要する仕事が求める電位で, A-BがE (5)の移動、 外力E 60%/ (4)の移動 方向 Va=Ecos60°-/ =-EI (V] C 口 外力のB→C成分 距離 図18-8 (5) A点からC点まで+1Cをゆっくり運ぶのに要する仕事が求める電位で。 Va= -Ecos60°-1= -- EI (V) コロ 外力のA→C成分 距離

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物理 高校生

問5です Bでエネルギーが0以上なら到達できると思い、このように考えたんですけどだめですか?

5.原子物理 問5.電子がAから速さ v。で, 極板の法線方向と角度 6,をなす方向へ発射された場合,電 子がBに到達出来るための条件は次のどれか。 [44] 2枚の平板電極AおよびBが間隔4で 平行に置かれてあり,A, Bの電位は各々 5 2V |2e Vd 2eV Dosin 0.S、 の Vosin 0.2. の VoCOs 0,2 の A. V,0である。(ただし,V>0)。電子の 電荷を -e, 質量をmとし,極板は充分広 く,重力の影響は無視出来るものとして、 次の問い(間 1~5)の答えを,それぞれ の解答群のうちから一つずつ選べ。 m m 2eV |2eV の DoCOs 6,い、 6 Dosin O.2、 2e Vd 6 DoCos 0, N Do Do d m m m B。 2eV の tosin 0,2、 ev eV 8 VoCos 6.2. m の Vosin 6, 2, m m B D 問1.極板間のちょうど中間の位置で, 電子が極板に平行な方向に, 速さ voで発射された 場合,電子が発射されてから極板に到達するまでの時間はいくらか。 ev md? 3 eV md 2m の dyev 2md eV の の 6 m 2eV 6 md の VeV m m の d、 8 d、 Vev 問2.間1の場合,発射点から到達点までの距離はいくらか。 2 d 4mdv? の 2V 1+ 2 Vod. 「md eV 3 d 1+ 8mvo? eV 2V eV md の oeV d 21 4mv? eV md Vov 6 1+ 6 4mv。 8V d 1+ V 8eV mv。? の 8 d 1+ の 2V 21 21 2°au 問3.間1の場合,到達点に達する直前の電子の速さはいくらか。 3 2eV mv。? 「m Vア の Doy の Voy 1+ mv。? 3 2V mdv。? 6. Voy 2eV の Voy 1+ 6 mVo VeV ev mV。 V 2mvo 1+ eV の Voy 8 Vo 1- の Poy au 問4.電子がBから速さ voで, 極板の法線方向と角度 6。をなす方向に発射された場合, 電 子がAに到達した時の入射角0(極板の法線方向となす角)はいくらか。4 の cos 0=ーCos bo eV 1+ の sin 0=- sin O。 3 cos 0= - Cos 0。 /1+ 2eV mv。 Vit mvo 2V mvo? cos d。 sin O。 2V の cos 0= cos O。 V-2V mv。? sin 0= 6 Cos 0= V1+ mu。 mV。? 1+ eV V cos O。 mv。 eV sin O。 sin b。 eV mu。? の cos 0= 8 sin 0= の sin 0-- 1+-eレ mv。?

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