問2の解説の赤で丸をしているところで、なぜ2を掛けるのかがわかりません。教えていただきたいです🙇‍♀️

15 問1 問2 ⑥ ① 問1 図のように, 上のばねは hだけ伸び. 下のばねは 1-hだけ縮んでいる。 よって, 小球にはたらく力は、 大きさ (h) の上のばねが上向きに引く力 大きさ チューk (i-h) 1-h 12 の下のばねが上向きに押す力と 大きさmgの下向きの重力であ る。 したがって, 小球にはたら 力のつりあいから h mg 2X5 15 k(l-h)+k(l-h)-mg=0 図 a であるので h-1-mg h=l- 2k 以上より,正しいものは ①。 問2 小球の高さが1になったとき ばねの長さの合 計がりなので,図bのように, 上のばねはy-21だ け伸び, 下のばねは自然の長さとなっている。 て, 小球にはたらく力は,大きさ fi=k(y-21) の上のばねが上向きに引く力と大 きさmgの下向きの重力である。 したがって, 小球にはたらく力の つりあいから k(y-21)-mg=0 であるので y= mg_ k +21 y y-21 よっ 0000000000 また, 手がした仕事 W は ば ねとおもりからなる系の力学的エ ネルギーの変化であり,図aと図 bの状態の小球の重力による位置 エネルギーの変化 4U力と弾性 力による位置エネルギー (弾性エ 図b ネルギー)の変化 4U ばね の和に等しい。 よって W=4U力+4U ばね mg =mg(l−h)+{½k(y−21)² — 1½ k(1–h)³×2} =mg(1-h)+1/12k(y-21)°-k(1-h)。 以上より, 正しいものは ⑥ 。

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)

この問題で使われている考え方、導体棒をコイルの一部と考えた時に、そのコイルを貫く磁束が増えることから起電力が発生していると思うのですが 問題の方は、コイルではなくただの棒な上、その棒を貫く時速も増えていないと思うのです、棒が回転してるだけで どうしてこの考え方が応用でき... 続きを読む

268 VI章 磁気 基本例題74 磁場中を回転する導体棒 図のように,鉛直下向きに磁束密度B[T]の一様な磁場 中で,長さ α[m]の導体棒OP を, Oを中心として水平面 内で回転させる。棒 OPの角速度は [rad/s]である。 (1) 点OとPのどちらの電位が高いか。 (2) OP間の誘導起電力の大きさはいくらか。 指針 ローレンツ力を受けて移動する電子 の向きから、電位の高低を考える。また, 微小時 間4tの間に,棒OP が描く面積を ⊿S とすると, 磁束の変化は, ⊿Φ=B×⊿S と表される。 解説 (1) 棒 OP中の電子が受けるロー レンツ力は, フレミングの左手の法則から, 0 →Pの向きである。電子はP側に集まるので, Pが低電位,0が高電位となる。 (2) 図のような回路 OPQO を考えると, 微小時 4S = na² x B [T] = wat 2π a²w4t 2 回転軸 間 ⊿t の間の、棒 OPの回転角は w⊿t なので、 面積の増加 ⊿Sは, 基本問題 528 0a〔m〕 4t P @4t [m²] 誘導起電力の大きさを Vとすると, v=|-2|=|Bas V BAS Ba'w 2 w [rad/s] 4S P' a -[V] P Q

問8です。解答の五行目の式にVがないのになぜp-vグラフで表せれてますか？

さらにX内の気体を加熱し続けたのちに加熱を止めた。 ここで, 同じ大気中で図4の ように,上部が開放された断面積 S の円筒容器Y を鉛直に立て,底面の細管で XとYを 連結し, X内の液面と同じ高さまで液体を入れた。 この状態から細管の栓をゆっくりと開 いていくと,図5のように,Xの液面のふたが 1/3 んだけ下がり,X内の気体の圧力は 5 1 になった。この状態を状態4とし,このときのYの液面の位置をPとする。また, このとき細管の栓は開いており, 液体はXとYの間を自由に移動できるものとする。 A t 容器 X po ふた 液体 ピストン| ※3 栓 閉 図 4 容器 Y po 液体 容器 X po 1 4 -po 状態 4 ピストン * 13 h -h ふた 液体 栓 13 h 開( 図 5 容器 Y po 液体 P 9 pocu 問6 液体の密度をpとする。 はいくらか。 po, hg を用いて表せ。 ただし、 解答欄に は結論だけでなく, 考え方や途中の式も記せ。 psh g

問8です。 解答4行目の式にVがないのになぜpーvグラフで表せれますか？

くらか。 po, pock faal R9200 4 2 8 図2のよ トッパー の気体の Ta 7/8 (9 さらにX内の気体を加熱し続けたのちに加熱を止めた。ここで,同じ大気中で図4の ように,上部が開放された断面積 S の円筒容器 Yを鉛直に立て,底面の細管でXとYを1 連結し,X内の液面と同じ高さまで液体を入れた。 この状態から細管の栓をゆっくりと開 いていくと,図5のように,Xの液面のふたが 13 んだけ下がり,X内の気体の圧力は かになった。この状態を状態4とし,このときのYの液面の位置をPとする。また, このとき細管の栓は開いており, 液体はXとYの間を自由に移動できるものとする。 ― 容器 X po ふた 液体 ピストン| 栓閉 図4 容器 Y po 液体 e 容器 X ふた 液体 状態 4 ピストン| -3' h h → 13 h 開( 図 5 ン 容器 Y po 24 液体 2 TO D P 問6 液体の密度を ρ とする。pはいくらか。po,h, g を用いて表せ。ただし,解答欄に は結論だけでなく、考え方や途中の式も記せ。 psh g

問8です。 解答4行目の式にVがないのになぜpーvグラフで表せれますか？

くらか。 po, pock faal R9200 4 2 8 図2のよ トッパー の気体の Ta 7/8 (9 さらにX内の気体を加熱し続けたのちに加熱を止めた。ここで,同じ大気中で図4の ように,上部が開放された断面積 S の円筒容器 Yを鉛直に立て,底面の細管でXとYを1 連結し,X内の液面と同じ高さまで液体を入れた。 この状態から細管の栓をゆっくりと開 いていくと,図5のように,Xの液面のふたが 13 んだけ下がり,X内の気体の圧力は かになった。この状態を状態4とし,このときのYの液面の位置をPとする。また, このとき細管の栓は開いており, 液体はXとYの間を自由に移動できるものとする。 ― 容器 X po ふた 液体 ピストン| 栓閉 図4 容器 Y po 液体 e 容器 X ふた 液体 状態 4 ピストン| -3' h h → 13 h 開( 図 5 ン 容器 Y po 24 液体 2 TO D P 問6 液体の密度を ρ とする。pはいくらか。po,h, g を用いて表せ。ただし,解答欄に は結論だけでなく、考え方や途中の式も記せ。 psh g

この問題で(2)書いてあるとおり電流による上向きの磁場があるはずですが、(4)でそれを無視して計算しているのは何故ですか

125 * 細い導線で作った半径a [m]の円形レール (S, SP P間は切れている)があり、このレール面の中心 R Oとレール上の点Pとの間には R [Ω] の抵抗が 接続されている。 さらに,中心Oとレールの間 には,レールに接しながら回転できる導体の棒 OQ が橋渡ししてあり,この棒は一定の角速度ω [rad/s]で回転している。 レール面には,それに 垂直に磁束密度B [T]の一様な磁場(磁界) が紙面 の表から裏への向きに加わっている。 (1) コイル OPQを貫く磁束は4t〔s〕間にどれだけ増加するか。 (2) 抵抗 R〔Ω〕の両端に発生する電位差V を求めよ。また,抵抗を流 れる電流の向きはO→PかそれともP→Oか。 0 B 棒 OSI (3) 抵抗 R [Ω]で消費する電力はいくらか。 13 (4) 棒OQ が磁場から受ける力はいくらか。 その向きは回転と同方向 か,逆方向か。 (5) 棒OQを一定の角速度 [rad/s]で回転させるために必要な外力の 仕事率P はいくらか。

リードa15ページの問題です！ 14番bでは力を分解せずに解いているのに対し15番の(1)では力を分解した同方向のモーメントで解いていて、分解せずにそのまま1/2L×W-T cos30＝0で答えが出てこないのは何故ですか？

リード C 0,1 198N /第2章 剛体にはたらく力のつりあい 15 1964 基本問題 13. 棒のつりあい 長さ20cmで質量 1.0kg の一様 な棒ABの両端におもりをつるし, A から 7.0cmの点 Pにばね定数が980N/m のばねの一端をつけた。 ばね の他端を天井に固定して静かに離すと, ばねは10cm伸 び棒は水平につりあった。 A, B につるしたおもり km の質量 ma, me [kg] を求めよ。重力加速度の大きさをg=9.8m/s²とする。 a&№. (a) '///////// 60° A A 14. 棒のつりあい●長さ 0.60m, 重さ 60N の一様な棒 AB を,A端につけた糸でつる し力Fを加えて図(a)~(c) のよ うに支えた ((a) Fは水平 (b) カFは鉛直上向き (c) 棒 AB BL は水平)。 それぞれの場合の糸の張力 T 〔N〕 と F [N] の大きさを求めよ。 F 7.0cm (b) . A なすように立てかける。棒のA端から 1/31 GON ↓F 980 N/m 15. 棒のつりあい 長さ 重さ W の一様な棒AB があり,A 端はちょうつがいで壁につけられ, 他端Bは, Aの真上の壁上の点 Cに結ばれた糸により, 図に示す状態で支えられている。ただし, 棒は壁に垂直な鉛直面内にある。 0.10m B (1) 糸の張力の大きさを求めよ。 (2) 棒のA端がちょうつがいから受けている抗力の水平成分,鉛 直成分をそれぞれ Rx, Ryとする。 Rx, Ry の大きさと向きをそ れぞれ求めよ。 例題3 16. 壁に立てかけた棒のつりあい 長さ 1[m]の軽い棒 AB を, 水平であらい床と鉛直でなめらかな壁の間に,水平から 60°の角度を (c) '///////////// 45° l離れた点に重さ W 〔N〕 の A IC 13 130° 60° B 例題3 M60B 例題 3 60° PE, COBY B Na おもりをつるしたところ,棒は静止した。 (1)棒にはたらく鉛直方向および水平方向の力のつりあいの式と,点 Bのまわりの力のモーメントのつりあいの式を立てよ。 棒が壁か ら受ける垂直抗力の大きさを NA 〔N〕, 床から受ける垂直抗力の大きさをNB〔N〕 , 摩 例題 4,24

物理基礎の仕事とエネルギーの問題で質問です🙇‍♀️ （一枚目が問題で2枚目が答えです） このグラフの読み取り方が分かりません。 2F0の力を変わらず加えるのに、なぜ移動距離が0からx 0の間の値の距離をとるのですか？ 加えてる力が変わらない限り移動距離も変わらないのではない... 続きを読む

Bos | Access 3 発展問題 AN F 87 仕事と運動エネルギー なめらかな水平面上に静 止する質量mの物体に、一定の向きに大きさFの力を 2F 加えたところ, 物体は力の向きに直線運動をし,Fと物 AS For Ustacias oso 体の移動距離xとの関係は図のようになった。 Besting (1) x=0~xo, x=x0~2x.x=2x0~3x, x=3x0~4xo 0 の各区間で力がした仕事はそれぞれいくらか。 xo 2x 3x 4.xo x=xo, 2x0, 3x0, 4.x の各位置での物体の速さはそれぞれいくらか。 - 11, 2 98 ヒント 87 (1) 力がした仕事は、Fのグラフとx軸との間の面積に等しい。300

ex2で質問です。 なぜvblはEを変えて電流が逆流することはないのですか？

(別解) 抵抗Rを見てみる。 bからaへ電流が流れている。 だから b が高電位。 bとQ,aとPの電位はそれぞれ等しい。 よってQが高電位 (3) PQ は等速度で動いているから、 力のつり合いが成りたつ。 電磁力は左向き に働くから、外力は同じ大きさで右向きである。 100 電磁気 B212 ∴. P=Fu=(UBI) 外力F=電磁力IBl= R R (別解) エネルギー保存則よりPはジュール熱に等しい(外力の仕事分だけジュー ル熱が発生する)。 電磁誘導ではエネルギー保存則にも気を配りたい。 以上をファラデーで考えると, PQba がコイルで, Bは一定だが面積Sが増していくため下向きに貫く磁 束が増す。 そこで上向きの磁場をつくる向き, すなわ ちP→Qの向きに電流を流そうとする (事実, 回路が 閉じているので流れる。) 4t の間の磁束の増加は右図 の斜線部に等しく, 4Φ=B×W4t V=40/4t=vBl A EX2 EX1に続いて, ab間にRの抵抗と起 電力Eの電池をつなぎ, スイッチを付 ける。 PQ をレール上で静止させた状態 でスイッチを入れる。 外力は加えない。 (1) PQ の速さがぁになったときの電流 Iを求めよ。 (2) 十分に時間がたったときのPQの速さを求めよ。 E b a a 67 EX1で導体棒 PQ がぁの抵抗をもつ場合の電流Iと,Pに対するQの電位 を求めよ。 High レールがなくてPQだけが磁場中を動いているとしよう。 コイルにあたる部分がないのにどうしてファラデーを適用 していくかというと、上のようなレールを仮想的に敷いて 考えればよい。 右の図のように右側にコイルを仮想して考 えてもよい。このようにファラデーには融通無碍な所がある。 P ゆうづうむげ ↑何ものにもとらわれなく自由 Quat B P Q V ひ 17² P 40 B 減少 右向きに電磁力を受け動き出す。 EX1 と同様, PQ を電池に PA 石巻替えると右の図になる。キルヒホッフの法則より E-Bl=RI 1. I=E-VBI R はQPの向き,このように電池があると必ずしも 誘導起電力の向きに「が流れるわけではないことにも注意。 (2) QからPへ流れる電流による右向きの電磁力が を増していく。 やがてBがEに等しくなると上の式よ りは0となる。 すると電磁力も消え, PQは等速度運動 に入る。又、十分時間が立っと電流は流れないと考えられる。 P61 v₁ Bl=Ev₁=₁ BlがEを超えて電流が逆流することはない。 I,”の時間変化は右のようになる。 電磁誘導は現象の進行を妨げる E R 第8位 ngs ちょっと一言 EX1や2で,もし, PQ の長 さがレールをはみ出していたとしても 答えは何も変わらない。 確かにPQ間 の誘導起電力はBLあるが、 回路と して役に立っている部分は Blだけ だし, はみ出し部分には電流が流れな いので電磁力もIBIでよい。 B やがては等速 等速度は力のつり合い V₂ P I 68 辺の長さ a, bの長方形コイルを一定の速さで 幅2αの磁場(磁束密度Bで手前向き)を横切らせる。 コイルの抵抗をR, 辺PQ が磁場に達したときを t=0 とする。 次のグラフを描け。 (1) 電流の時間変化 (PQの向きを正) (2) コイルを引く外力Fの時間変化 (右向きを正) 101 Q Q V 11 BL P V Q Jp P VI 1Q