お願いします

1.時刻および位置が変数1,x,y, z で表される慣性系Aに対して、変数r, a', y', z' で表される 慣性系Bがェ軸方向に速度いで運動助しているとする。このとき、それぞれの変数はローレ ンツ変換 ー(/e) 0 0 t 00 0 0 10 0 0 0 1 により関係づけられている。ただし、ここでは 11 VI-(/e とした。慣性系Aにおける電荷密度を 、電流密度を(i,, iy, is)とし、慣性系A における電 荷密度を、電流密度を( )とすると、実はこれらもやはりローレンツ変換で ー(u/c2) 0 0 p 00 0 0 1 iy 0 0 0 と関係づけられているのである。この理由を直観的に理解してみよう。 以下では電荷がょ方向に等間隔で並んでいる「電荷列」を考える。もしこのような電荷列が リ:面の単位面積あたり1本貫いていると考えれば、電荷密度pは、単純に単位長さあたり の電荷と考えればよい。また、a方向の電流のみを考えるのであれば、電流密度。は、あ る場所を単位時間に通過する電荷と考えればよい。(ただし、符号に注意すること。正電荷 がr軸の正の向きに通過する場合が正である。) 図のように、電荷eからなる電荷列と、電荷 -e からなる電荷列の対が、yz面の単位面積あ たり1対貫いているとする。電荷 -e は慣性系Aに対して静止しており、電荷。は慣性系A に対して』軸方向に速度いで運動している場合に限定して考えよう。(つまり、電荷eは慣 性系Bに対して静止しているとする。)慣性系 Aから眺めたときの電荷e同士の間隔をl4、 電荷 -e 同士の間隔を1_とする。 (a)慣性系Aから眺めたときの電荷密度。を€,l4,l_ を用いて表しなさい。 (b) 慣性系Aから眺めたときの電流密度の』成分。を e, v,l4 を用いて表しなさい。 (c) 慣性系Bから眺めたときの電荷e同士の間隔,を4,7を用いて表しなさい。また、慣 性系Bから眺めたときの電荷 -e 同士の間隔」をL,を用いて表しなさい。(速さ で運動している物体の長さは、ローレンツ収縮により長さが1/7倍されて見えること に注意すること。) (d) 慣性系Bから眺めたときの電荷密度/を求めなさい。

雷が発生する時、なぜ小さい粒に＋電荷が帯電し、大きい粒にー電荷が帯電するのですか？ またなぜ雲の上方に＋電荷、下方に－電荷が帯電するのでしょうか。中２でも分かるように説明していただきたいです🙇‍♀️

まる。このたまった電気が, 空気中 を地表に向かって光を出しながら一 合って静電気が発生し, 雲の中にた 小さい 氷の粒 じょうしょう 上昇気流 大きい 氷の粒 図4 いなずま らいうん つぶ 雷雲の中で大小の氷の粒がこす。 気に流れる。

解き方わかる方いませんか🙇🏻‍♀️ 答えまでいかなくてもなんとなくの解き方だけでも大丈夫です🙇🏻‍♀️🙇🏻‍♀️

18 B図 3のように, 2枚の広い極板 A, Bを向かい合わせた平行板コンデンサーが ある。中央には電荷をもたない金属板Cが極板 A, Bに平行に置かれている。 極板A, B, 金属板Cの面積はともに S, 金属板の厚さはd, 極板A, Bの間隔 は 5d である。極板 A, Bに垂直にx軸をとり, 極板Aの位置を座標の原点とす る。ここで, 極板Aを接地し, 極板BにQの正電荷を与えた。 り A C B aに比べて P. P2 Ps x 0 d 2d 3d 4d 5d 図 3 金属板

解答と解き方を教えてください🙏 セミナー物理の450だった気がしますが、

2.図1は,2点A, Bに,異符号で等量の点電荷を 固定したときの電気力線を示す。C, D は AB の 垂直二等分線上の2点である。また E, FはCと 同じ電気力線上にある。 (1) CD = CE = CFである。正電荷をもつ小球 Mを, Cから破線に沿って D, E, F にそれぞれゆっくり図1 移動させる。外力がする仕事の大きい順に示せ。(4点) (2) 図1に対応した等電位線を,図2から選べ。(4点)( へ B 図2

解答教えてください🙏

2. 図1は,2点 A, Bに,異符号で等量の点電荷を 固定したときの電気力線を示す。C, D は AB の 垂直二等分線上の2点である。また E, FはCと 同じ電気力線上にある。 (1) CD = CE = CFである。正電荷をもつ小球 Mを, Cから破線に沿って D, E, Fにそれぞれゆっくり図1 移動させる。外力がする仕事の大きい順に示せ。(4点) へ (2) 図1に対応した等電位線を,図2から選べ。(4 点)( へ の 図2

⑴です。半径がrというのはどうやってわかるのでしょうか。

**420,421 指針 磁場に垂直に入射した荷電粒子は, 磁場から運動方向に垂直なローレンツカ子を受け, こ の力を向心力として等速円運動をする。磁場の向きは,正電荷の運動の向きを電流の向き 基本例題 87ローレンツカ 真空中で図の正方形abcd の内部を磁場が紙面に対して垂直 に貫いている。いま, 質量 m [kg), 電気量 e[C] の陽子が, a からr[m) 離れた図の位置からad に垂直,かつ磁場に垂直に 選さ[m/s) で入射し, aとbとの間から ab に対して垂直に 磁場の外へ飛び出した。 磁場は abcd の内部のみにあり,一様 (1)この磁場の向きと磁束密度の大きさを求めよ。 (2)陽子が磁場内に入射してから磁場の外に飛び出すまでの時間を求めよ。 ヒA として,フレミングの左手の法則で考える。 解答(1) ad に垂直に入射した陽子が, ab に 垂直に磁場を抜け出たことから, 陽 子は点aを中心とする半径r[m] の円軌道を運動し,ローレンツ力は 軌道の中心点aを向いていたことが わかる。フレミングの左手の法則よ り,磁場の向きは紙面の表から裏の 向きである。磁束密度をB[T] とす ると,等速円運動の運動方程式より v? m- -=evB mu よって B= er (2) 磁場内の円弧は円の4 分の1だから,飛び出 d すまでの時間をt[s] とすると 2元r vt= 4 よって t=- 2v Tr

問1～問3です。答えだけでいいので急ぎでお願いします。

- 課題 - 【問1】次の文章について、空欄に当てはまる適切な言葉や数式を答えよ 正の電荷 +2qと負の電荷 -q が、 それぞれ、点Aと点Bに置かれている。 各電荷はq>0だと仮定する。 また、AB間の距離をaとおく。直線 ABを含む 直線上において、これら2つの電場の強さがゼロになる点を求めたい。 まず、座標系を設定する。点 A を原点とし、A→B を正の方向と決める。直線 AB を含む軸をx軸とおい て、原点からの座標位置をxであらわす。 上の座標系において、1C の電荷をx座標上に置くとき、この電荷が受ける力の向きを各電荷の正負から 考える。まず、この電荷をx<0の位置に置くとき、この電荷が受ける力の方向は( ① )であり、この電荷を 0<x<aの位置に置くとき、力の方向は(2 )、x>aの位置に置くとき、力の方向は( ③ )だから、電 場の強さがゼロになる点は( 4)の範囲にある。 次に、電場の強さ(=D大きさ)を具体的に計算する。電場の強さを、クーロンの法則を用いて、 「位置」と「距 離」の違いに注意して計算すると、正電荷 +2q が位置xに作る電場の強さは( ⑤ )で、負電荷 -qが位 置xに作る電場の強さは( 6:)である。ただし、クーロンの法則における比例定数をんとおく。 以上より、電場の強さがゼロになる点は、x=(7)で求められる。 A +2q) -9 → X a *y JA (9a) 【問2】 次の文章について、空欄に当てはまる適切な言葉や数式を答えよ 図の上うに 名:TのEさが

基本的なことだと思うんですが、(4)の回転数はなぜ(運動エネルギー)/(仕事)で出せるんですか？

25. 【サイクロトロン) 荷電粒子を高エネルギーに加速するサイクロトロンのはたらきについて考えよう。 サイクロトロンでは, 図に示すように, 二つの半 交流電圧 円形の金属箱D,, D, (形が文字1D に似ているので, ディーとよばれる)を真空容器に入れ, 半円の面に 垂直に磁場を加える。 D, と D, の間に交流電圧を加 B イオン源C B えておき, 中心にあるイオン源Cで正電荷 質量 イオンビーム をもつ粒子pを作る。 D, より D, の方が高い電位 であると, C で作られた粒子 p はD, に向けて加速 D D。 される。D, に入ると, 一様な磁場があるので, 粒 子pは円運動をする。 D, の中には電場がないので, 粒子pの速さは変わらない。 粒子 p が 半円形を描いてD, から出たときに, D, より D, の方が高い電位となるように交流の周波数 を選ぶと,粒子PはD,に向けて,さらに加速される。このように, 粒子pは, D, と D2の 間で加速され,加速されるたびに半径が大きくなるようにして円運動を続ける。 そして,そ の半径がディーの半径に近づいたところで, 粒子pを外に取り出す。 D, と D,の間を粒子pが通過する時間は十分に小さく無視してよいものとする。また, 粒子pは磁場に垂直な平面内を運動するとして, 次の問いに答えよ。 (1)粒子pが速さ vで速度に垂直な磁東密度 Bの磁場の中に進入すると, 磁場に垂直な 平面内で等速円運動をする。 その半径と周期をそれぞれ求めよ。 また, その周期の特 徴を述べよ。 イオン源 C で粒子 pが作られたとき D, と D。 の電位差は最大で, 粒子 p は加速され てD, に垂直に入射した。粒子PがD, 内で半円を描いた後D, から出たときにD, と D。 の間における加速が最大になる交流の周波数を求めよ。 (3) 交流の周波数を(2)で求めた値に固定しておけば, 粒子pはD, と D, の間を通過する たびに加速される。 このように, 粒子 p は, D, と D, の中を, 半径は徐々に大きくな るようにして円運動を続けて,その半径が Rになったとき,外に取り出されるとする。 このときの粒子pの運動エネルギーをR, B, m, qで表せ。 (4)粒子PがD,と D,の間を通過するときのD, と D,の電位差をV,とすると, (3)の場合, 粒子pは作られてから取り出されるまでにおよそ何回転したか。 ただし, イオン源C で作られたときの粒子pの運動エネルギーは無視できるものとする。

正電荷を運ぶ、というのは、電子を運ぶわけではないということですか…？ 簡単なことだったらすみません😥

また, モーターに電流を流し続けるために 図18 は,エネルギーを供給し続ける装置が必要で ある。そのような装置が,電源である。 電源 は,その内部において, 負極から正極に正電 荷を運ぶ仕事をし, 外部の回路を通して, 正 power supply 極から負極に電流を流している。したがって、 電流のした仕事は, 電源のした仕事とみなす ことができる。

正電荷を運ぶ、というのは、電子を運ぶわけではないということですか…？ 簡単なことだったらすみません😥

また, モーターに電流を流し続けるために 図18 は,エネルギーを供給し続ける装置が必要で ある。そのような装置が,電源である。 電源 は,その内部において, 負極から正極に正電 荷を運ぶ仕事をし, 外部の回路を通して, 正 power supply 極から負極に電流を流している。したがって、 電流のした仕事は, 電源のした仕事とみなす ことができる。