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物理 高校生

静電気・保存則の問題です。 (5)の力学的エネルギー保存則の式の右辺について、Aはx軸の-方向に動いているのに-1/2mvA^2ではなく1/2mvA^2になるのかが分かりません。 教えてください。

AB間の距離が2rm[m]のときのAの逃さ v [m/s] を求めよ。 量m(kg]の粒子Aが最初, Bから十分離れた位置にあり,x軸上正の 方向に遊度 (m/s)で動いている。 クーロン定数を:N·m'/C°)と (4) AがBに最も近づいたときの, Aの速度u [m/s]を求めよ。ま その後AとBは互いに反発し遠さかる。十分に時間がたった後 1/静電気 +QIC)を帯びた質量 AM (kg)の粒子Bが r軸 上の点Pに静止している。 また。+q[C) を番びた賞 m,q M.Q Vo 河合計 B 11 静電気保存則 43 HCHEE P 島 A5判 (1) 無限遠点での位置エネルギーは U=g×0=0 で, AB間の距離がr の とき U=qr kQ と表されるから,力学的エネルギー保存則より 5) 量4に らmu+0= 0+. kqQ 2kqQ mv? Yo Yo = (2) 前問と同様に ら +0=;mu+ kqQ 2r。 mu。 し, 重力や粒子の大きさは無視できるものとする。 Tath カ学 mu*+mu? V。 リ= V2 良間 類出 浜島 A5判 (3) 加速度が最大となるのは, 静電気力が最大になると きで、AがBに最も近づいたときだから 登信 (1) AB間の距離の最小値 o [m] を求めよ。 加速度のこと は力に聞け! mVo 9Q kqQ 『max- mr 4kqQ mamax=k mu 次に、粒子Bが×軸上を自由に動ける場合について, (4) 最接近のときの相対速度は0で, AとBの速度 は等しくなるから,運動量保存則より (止まった な、AB間の距離 [m]を求めよ。 mb = mu+ Mu m m+M 。 物体系についての力学的エネルギー保存則より . u= mv わ学 名問 浜島 A5判 (岡山大) のAの速度(m/s)を求めよ。 mu=me+ kqQ -Mu*+ Y」 Bから見れば AはUターン 0. 上で求めたuを代入して Y= 2kqQ(m+ M) mMu? Level (1)~(3) ★ (4),(5)★ kqQ はAとB全体でつくり出したもので, (1), (2)では 位置エネルギーU= Bが固定されているためAだけで使えたのである。力学でいえば, AとBがばね で結ばれているときの弾性エネルギーの扱いに似ている。 Point & Hint カ学 (1(2) 力学的エネルギー保存則を用いる。 位置エネルギーUは U=qVと (5) Bの速度をUpとすると, 運動量保存則より muo= mua+ Mus …① 力学的エネルギー保存則より kQ V= からつくり出す。 らく 物理 河合 B6 2mu =mu+Mug ……② | 運動方程式 ma = F を思い出したい。 -mv? (3)加速度といえば、 (4)物体系に働く外力がないから…。最接近のとき, Bから見てAは一瞬止まる から…。 AB間の距離については, A·B 全体について(物体系について)カ学 的エネルギー保存則を用いる。 位置エネルギーの形は前半と変わらない。 (5) 2つの保存則の連立。 Aと Bは十分離れるので位置エネルギーは0としてよ 0.2よりUを消去すると m-M m+M U= Vの正負はmとMの大小関係で決まる。 解も出るが、Aは静電気力で減速されているので不適 (初めの状態に対応)。 なお,計算からは ひ、= w という 物理 い。 別解弾性衝突とみなしてもよい。反発係数 e=D1 だから VA-Us = -1× (v0-0) ③ のと3の連立で解くと早い。 河 htt E-r kp

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理科 中学生

【5教えてください】

(4)図1中の記号(O, P, Q, R, S, T)から必要 を次のア~ウから1つ選び, その記号を答えなさい 11.0cm40cm40 cm/4,0 cm/4,0 cm/40 cm40 c 13.0cm 1時間おきにこ, 図1のように太陽の位置を透明半球 なさい。 のデ。 記号を使い,下の例のように南中高度を表しなさい。3C (3)この観測を行った日の, 日の出と日の入りの時刻を225 学 径 質量 0.06 0.82 まりこ、ほかにべ しんや: 日本け外 1.00 0.11 白い紙。 もったか (1)PとQの 方位をそ 317.83 方をす まりこ: に R 95.16 図1 会話文中のて 14.54 れぞれ答 入る。 あて えなさい。 (2)この観測 を行った 日として 17.15 を巻えなそ 21 は、 9時 10時11時12時13時14時15時 が大陽 Yla 図2 した症 きょだい ウ 冬至の日 じ こく とうじ 巨大なけ へると 秋分 適当な日 げし イ夏至の日 る。 と ア 春分の日 にとった それぞれ答えなさい。 ガループ。 3才 0 6南中高度を求めると 55°だった。 この地点の緯度を 0 答えなさい。 1つ意 いど 示され ル (6)次の①, ②のそれぞれについて, 北海道の札幌市とT分 沖縄県の那覇市で, あてはまる都市を答えなさい。 の大阪市よりも南中高度が大きい都市 の大阪市よりも南中時刻が早い都市 人例] ZABC さっぽろ ほっかいどう なは おきなわ おおさか 5 ーク

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