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物理 高校生

・⑶についてなんで安定とわかるのか教えてください ・コリオリ力に関しては円環に束縛されているから議論が不要ということですか?

120 Part 2 109. 遠心力 運動する.さらに,この円環は,その中心Cを通る鉛直線のまわりに, 一定の角速度で回転 図のように、質量mの小球が、鉛直面内におかれた平語の円頭上に拘束されてなめらか できるものとする. 重力加速度をg, また, 円環の中心Cから円環の最下点0に向かう方向と 中心Cから小球に向かう方向との間のなす角を0 (0は図の矢印の向きを正; -m ≧0≦)とし て、この円環上に拘束された小球の運動に関する以下の問いに答えよ. 〔A〕 まず,円環が固定されて回転していない場合 (ω=0) を考える. (1) 点0から円環に沿った小球の変位の大きさが十分小さいとき, 小球の運動は点0のまわ りでの単振動とみなせる。このとき、小球の振動する周期を求めよ.ただし,角度0が十 分小さいときに成り立つ近似式 sin 0≒0を用いてよい. 〔B〕次に、円環が一定の角速度で回転している場合(ω≠0) を考える.ただし、以下の問 (2) (3) では,円環とともに回転している観測者からみたときの小球の運動について考える ものとする. (2) 角速度の大きさがある値wc より小さく,さらに, 点0から円環に沿った小球の変位 の大きさが十分小さくて小球の運動が点0のまわりでの単振動とみなせるとき, wc, お よびこのときの振動の周期を求めよ.ただし, 角度0が十分小さいときに成り立つ近似式 sin 0≒0とcos0≒1 を用いてよい。 (3) 角速度の大きさをwcより大きくすると, 円環の最下点以外の0=±0(0<br<↑の 点で小球にはたらく力のすべてがつりあう.cos , を求め, さらに、そのつりあい点が安 定か不安定かを答えよ. C 鉛直線 W 10. ......... 0 円環 小球 §2-4 慣性の法則

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理科 中学生

緊急です。 中学生理科の磁界の問題です。 赤く印をつけたところの解説をお願いいたします。

6 電流と磁界の関係を調べる実験について,次の各問に答えよ。 <実験1> を行ったところ, <結果1>のようになった。 < 実験 1 > (1) 図1のように,台に固定したコイル, スイッチ, 導線,電源 装置を用いて回路を作り, N極が黒く塗られた方位磁針を, 台上の点Aから点Cまでの各点に置いた。 (2) スイッチを入れ, 方位磁針のN極が指す向きを調べた。 <結果 1 > 点Aから点Cまでの各点に置いた方位磁針のN極が指す向き とコイルを流れた電流の向きは,図2のようになった。 図 1 レール D E 台 図2 次に,<実験2> を行ったところ, <結果 2 > のようになった。 <実験2> 図3 磁石 コイル 金属棒 B [問1] <結果1> から,台の面上におけるコイルの周りの磁界の向きを矢印で表したものとして適切な のは、次のうちではどれか。 イ スイッチ 電源装置 C コイルを流れた電流の向き (1) 金属棒止めがついた金属のレール, 金 属棒,磁石,電流計 電圧計, 抵抗の大き さが10Ωの抵抗器、スイッチ, 導線,電 源装置を用意した。 (2) 図3のように、水平面上に2本のレール を平行に置き、上面がN極になるように 磁石の向きをそろえて等間隔に並べて 装置を作り、金属棒を向きがレールと直角になるように点Eに置き,回路を作った。 スイッチ good 電圧計 金属棒止め 抵抗器 a [ 電源装置 電流計 (3) 電源装置の電圧を6Vにし、スイッチを入れ、金属棒が動く方向を調べた。 (4) スイッチを切り、金属棒を点Eにもどした。 (5) 電源装置の電圧を12Vにし、スイッチを入れ, 金属棒の動きが (3)と比べ、どのように変わるかを調べた。 <結果 2 > (1) 実験2>の (3)で調べた金属棒は,点Fの方向に動き, 金属棒止めに衝突して静止した。 金属棒が静 止しているとき、電流計の値は 0.2Aであった。 (2) 実験2> (5)で調べた金属棒は,点Fの方向に<実験2>の(3) と比べ速く動き, 金属棒止めに衝突 して静止した。 金属棒が静止しているとき, 電流計の値は 0.4Aであった。

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理科 中学生

4番からわかりません。

3,0 100000 200 図 1 000 0.00003 30.000.0 電源装直 1000 11000 電熱線 3,0 OB 011 3 1 図2 200 20 0.1 電流 [mA] 100 X AXY また,電熱線a,bを使って図3のような並列回路を作った。次の問いに答えなさい。 図3 122 1000 100 0000 1000 00000 電熱線b 電熱線 a ある。 電熱線 a.j 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 電圧〔V〕 電熱線 b (360) (1) 図2のように、電流は電圧に比例した。 この法則を何というか。 記号で1つ選べ。 ア フレミングの法則 イジュールの法則 ウオームの法則 エ右ねじの法則 (2) 図1で、電圧計はXとYのどちらか。 答えよ。 X (3) 図2のグラフから、電熱線a,bの抵抗は何Ωか。 それぞれ求めよ。 93 b20 (4) 図3のように、電熱線a, bを並列回路をつくり電圧をかけた。 ①~③を答えよ。 ①電圧が6Vのとき、図3の回路全体に流れる電流は何Aか。 6.5A ②電圧が6Vのとき、電熱線aとbの電力の比はa:b=何:何か。記号で1つ選べ。 ア 3:2 2:3 ウ / 1:1 I 1:2 オ2:1 ③電圧を6Vから12Vに上げると、図3の回路全体で消費する電力について正し いものはどれか。記号で1つ選べ。 ア 電熱線aの電力は2倍,bの電力は2倍に上がるので、全体では2倍に上がる。 イ 電熱線aの電力は2倍,bの電力は2倍に上がるので、全体では4倍に上がる。 電熱線aの電力は4倍,bの電力は4倍に上がるので、全体では8倍に上がる。 エ 電熱線aの電力は4倍, bの電力は4倍に上がるので、全体では4倍に上がる。

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数学 中学生

この問題の⑵から⑸がわかりません! 誰か解答解説お願いします!

4 次の [1] [II] に答えなさい。 [1] 秋さんは、授業で学習した消費電力について、家庭で使っている電気器具を調べることにした。 一人では心配なので先生に話を聞きながらまとめることにした。 まず。 秋さんは、自宅で使っている電気ケトルの性能について考えることに した。 右の図1は、電気ケトルに書かれていた表示である。 電気ケト ルは、少量の湯を短時間で沸かすことができる電気器具である。 電気 ケトルの内部には電熱線があり、スイッチを入れると水があたたまる 構造になっている。ほかに、毎日使うオープントースターには消費電力 900Wと表示されてい 【先生と秋さんの会話】 先生 理科の実験では直流電源装置を使ったけれど 家庭の電源は交流です。 秋さん:そうですね。 家庭に供給されるのは交流電流で、電圧 Ⅱ オープントースター は100Vだと思います。 また、 家庭内の電気配線は、電 電気ケトル 気器具が並列になるように接続されていると思います。 図I 定格電圧 100V 定格周波数 50 60Hz 定格消費電力 1200W 最大容量 0.8L 先生 その通りです。 秋さん: 家で電気ケトルとオープントースターは、毎朝使って いるんですが 2つの電気器具を図のように延長 コードにつないでもいいのでしょうか。 先生 そんなつなぎ方をしては危ないよ。 延長コードの表示 には「合計 1500Wまで」 と書いてあるでしょう。 電気 ケトルは1200Wで, オープントースターは 900Wと表 示されていたよね。 延長コードを使っても並列に接続され、つないだ電気器具の電力 の合計が表示をこえると、 延長コードが過熱して, 火災になる危険があるんだよ。 秋さん: えっ、そうなんですか。 「タコ足配線は危ない」 ってよく聞くけれど、 2つくらいの 電気器具だったら大丈夫だと思っていました。 /cov bicy 12 A 50 かいてみると分かりやすいよ。 先生: それが大丈夫とは限らないんだ。 図Ⅲのような回路図に は抵抗で は 交流電源だよ。 回路図Aは電気ケトルだけを接続した場 合で、 回路図Bは電気ケトルとオープントースターを接 続した場合だよ。 では、回路図AとBの抵抗や電流の大 きさはそれぞれどうなるか考えてみよう。 図Ⅲ A コンセント 延長コード (合計 1500Wまで) X+ B ZPOV AA (1) 図Ⅲの回路図 A. Bの抵抗と電流の大きさについてまとめた秋さんのあとの文中の @ b に入れるのに適している語をそれぞれ次のア、イから一つずつ選び、記号を○で囲みな さい。 ア 大きく イ 小さく 【秋さんのまとめたこと】 回路図Aは電気ケトルだけなので直列回路 回路図Bは2つの電気器具をつないでいるので 並列回路である。よって、回路全体の抵抗を考えた場合、回路図Aよりも回路図Bのほうが @ なるということは,点Xに流れる電流に比べて点Yに流れる電流は なる。 家 庭内の電気配線では, 電気器具が並列に接続されるので、接続される電気器具が多いほど回路 全体の抵抗がなり電流が ⑤ なるから危険なのである。 (2) 図の回路図Bの全体の抵抗の大きさは何Ωであったと考えられるか 小数第1位まで求めな さい。 ただし、回路に接続されている電源が交流電源であっても、回路全体の抵抗の求め方は直 流電源の場合と変わらないものとする。 ⅡI] 電流回路と発熱量. 電流と磁界について 次の実験1.2を行った。 【実験1】 ・発泡ポリスチレンのカップに室温と同じ温度の水を100gずつ入れた。 図のような装 置を用意して、電熱線PQに電流を流して水の上昇温度を測定した。 スイッチ①だけを閉じ, 電熱線Pに 6.0Vの電圧を加えて、水をときどきかき混ぜながら1分ごとに水の温度を測定した。 このとき、電流計は15Aを示した。 次に、スイッチ② だけを閉じて電熱線Qも同様の操作を行っ て図Vのグラフの結果を得た。

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