②式がどうして立てられるのかわかりません

8 次の文中の空欄 (1)~(8)にあてはまる式を記せ。 図1のように,しっかりと固定された表面が滑らかな円柱に、伸び縮みしない軽い糸を掛け、 その一端に質量 M+m のおもりをつるし、他の一端に質量mの球を乗せた質量の台をつ るす。糸は球の中心を貫いてまっすぐにあけられた穴を通して台に結ばれている。また,台に は球をはね上げる装置が備えてあり,その質量は水に含まれる。球ははね上げられたのち、 糸に沿って、摩擦なしに,鉛直方向に動くものとする。固定された円柱と糸の間にも摩擦はな いものとする。また,重力加速度の大きさを⑨とする。 静止している状態から装置を起動させ,球を鉛直上方にはね上げる。このとき,球は短い時 間内に重力に比べて極めて大きい力を受け,台はその反作用を受ける。 台とおもりは糸で結び つけられているので,この間の糸の張力も大きな値となる。このことに注意して, はね上げら れた直後の球の速さをW台およびおもりの速さを として両者の比を求めよう。運動量の (1) に等しく, おもりが糸 変化に注目すれば,この間に球が台から受ける力積の大きさは から受ける力積の大きさは (2) に等しい。また,台は球と糸の両方から力積を受ける。 ゆ えに,V/W= (3) ･･･① と求められる。 8 球がはね上げられたのち, 台とおもりはそれぞれ等加速度運動をするが, その加速度の大き さは等しく (5)である。 (4) であり,向きは反対である。 この間の糸の張力の大きさは 次に,おもりと球が図2のように円柱にあたることなく最高点に達したとき, それぞれの初 めの位置から上昇した高さをHおよびんとして両者の比H/hを求めよう。 おもりが最高点に達したときの台とおもりの位置エネルギーの和が, はね上げ直後の台とお もりの力学的エネルギーの和に等しいことを用いれば, HはVを用いて (6) とされる。 同様に考えて,んはWを用いて (7) と表される。 ここで, 式①を考慮すれば, 比H/hは m,Mを用いて (8) と求められる。

電磁気学のガウスの法則の問題なのですが、答えを見てもよく分かりません。 具体的には、解説の図が書いてある部分以降何を言ってるのかよく分かりません。図の理解もできないです。 誰かわかる方教えていただけないでしょうか🙇🏻‍♀️՞

1.2 半径rの球面の中心0に点電荷g がある. 0を頂点とする頂角20の円錐によ って切り取られる球表面を貫く電気力束を求めよ。 1.3 半径αの球の中心に Qの大きさの点電荷があり,また,総量, -Q の電荷が 球全体に一様に分布している。 球の中心より距離rの点の電界はいくらか.

マーカー部分でなぜ1/√10と表すことができるのでしょうか？

2.4 剛 例題 2 剛体のつり合い 擦のない鉛直な壁につり下げる。このとき糸の張力および垂直抗力を求めよ 底面の直径α, 高さ α. 質量Mの一様な直円柱を長さaの糸で図4.6のよう 【解答】 糸の張力をT, 糸が壁となす角を0, 壁から受ける垂直抗力を入 と、力のつり合いは 鉛直方向: Mg=T cos e 水平方向: N=Tsin 0 である。また、図4.6の点Aのまわりの力のモーメントのつり合いは Na cos0=Mg (a/√2) sin(45°-0) =Mg (a/2)(cos 0-sin 9 加法定理 である。 未知数は T,N,0 であるから,これから T, N を消去して 3 sin 8=cos 0 体 いまは、0°<<90° であるから,式④より 3 sin 8=- cos=- √10' √10 よって, 式①,②より, 求める張力および垂直抗力は, N=1/32Mg T=Mg, 3 N 45° 図4.6 M 45-0 a 0₂ 図4.7 M acost A F N m Lash(45 < Mg ** pofsofor 2.1 図 4.7のように長さ /質量Mの一様な棒を糸でつるし,下端 引っ張る。このとき糸および棒の傾き, 糸の張力を求めよ. 2.2 図 4.8のように水平台に置かれた半径 α, 質量Mの一様な ら質量mのおもりをつり下げた。半球殻はどれだけ傾くか.

2）3）5）の解き方、考え方を教えていただきたいです。 よろしくお願いします。

円柱状の銅線(半径0.lcm)に電流5Aを流す。 (銅の密度 = 8.9xI03kg/m) 銅の質量63.5μ (l14-166x10-71g)

赤マーカー部分なのですが、どこの部分がつりあっているのかが分かりません。また、力のつりあいを図で示すとどうなりますか？

剛 体 2.4 101 剛体のつり合い- 例題 2 座面の直径 a,高さ a, 質量 Mの一様な直円柱を長さ aの糸で図4.6のように摩 被のない鉛直な壁につり下げる。 このとき糸の張力および垂直抗力を求めよ. 「解答】糸の張力を T, 糸が壁となす角を 0, 壁から受ける垂直抗力を Nとする と,力のつり合いは 鉛直方向:Mg=T cos 0 水平方向:N=Tsin 0 である。また, 図4.6の点Aのまわりの力のモーメントのつり合いは Na cos 0=Mg (a/、2) sin(45°-0) =Mg(a/2)(cos 0-sin 0) 3) である。未知数は T,N,0であるから,これから T,Nを消去して 3 sin 0=cos 0 の いまは, 0°<0<90° であるから,式④より 1 sin 0= V10 3 COS 0=- V10 5 よって, 式①, ②より, 求める張力および垂直抗力は, アーPM6. N=}6 V10 -Mg, 3 M A 02 M A F M m 図4.6 図4.7 図4.8

(3)が分かりません。これで合ってますか？解説お願いします！

13) Mgh -±後ーMgh Mgh-エV 20 =MgK K=k エレー

実験で、質量の測定をしました。 写真で添付した表の仲に誤差という項目があります。 　今回は、質量は電子ばかりで一回しか測っていません。 　そのため、「測定値−平均」で、誤差を求めることができません。 どのように誤差を求めればいいのでしょうか？ 回答お願いします。

4-1.質量と長さの測定 測定量 質量 測定器具 子はかり 最小読取値 測定値 g1 6-012 試料 ゼロ点 ] 読取値 ] 誤差 0 円柱(磁性) |2:7.71 0.00 217.11 2 円柱(非磁性) 75.41 0.00 75.41

I/r^2=M/2がなぜ成り立つのか教えてください l:慣性モーメント r:半径 M:質量です I=Mr^2と習った気がするのですが…

下の問題をできるだけ教えてほしいです。雑ですみません。 ホントに何も分からなくて困ってます。お願いします。

【問 1】 点 (zz) における電場が,E = 』十2j で与えられている. この電場を図示せよ. ただし xy 平面上に限定して描く いう0 【問 2】 電荷の分布が以下のような場合, それによって生じる電場分布の形を, 文章と図を用いて答えよ. (1) 半径 。 の球面上に, 一様な電荷密度で分布する. (2) 無限に広い平面上に, 一様な電荷密度で分布する. (3) 無限に長い 半径 。 の円柱内に, 一様な電荷密度で分布する. 【問 3】 0 <ぁ<o を定数とする. 原点を中心とする半径 。 の球体内の, 半径り<ヶ<o の範囲に電荷が電荷密度 ヵ で一様に 分布している. この電荷によって生じる電場 E を求めたい. (1) 電荷の対称性を用いる範囲で, E の分布はどのようになるか, 文章と図で説明せよ. (2) ガウスの法則 pd4 = = な Eo における面 ⑤ (ガウス面) はどのようなものを選べばよいか. 簡単に理由をつけて答えよ. (3) ガウスの法則における電荷項 0j。はどのようになるか答えよ. (4) ガウスの法則を用いて, 原点からの距離 テ における電場の大きさ 万 を求めよ. 【問4】 た= 間 とおく (< 軸方向の基本単位ベクトル gk と混同しないように). 一様な電場 E」 = 2V2i が存在している空 間の原点に, 電荷 go三1 を固定した. G) 点5, *う における電場 EE を求めよ. (⑫) 点(0. 還 3 における電場の大きさ 万 を求めよ. (3) 束 (0. な) に。 電荷9ニー2 を置くとき。gに作用する力F と, その大きさ が を求めよ. 【問 5】 ガウスの法則を用いて, 電荷分布から電場を求める際に考えなければいけないことは何か. 重要と思われることを3点 答えよ-

Dがσ/2になる理由を教えてください。

ガウスの法則より DAS = (りD。 一 )A5S MM RS に AS 中 "ga 全) = 45 ょり =o[C/m2] ニニニニ [Vm] と ど P=リ一goF=ニ(1一)o [C/m2