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物理 高校生

(3)で、V(b)=V(c)になるのはわかるんですけど、V(b)がQ/4πεbじゃない理由がわかりません。r=bでの電場の強さもE=…の式で表されて点電荷の電場と同じではないのですか?

】 電気力線の密度が一様となる例 電荷が球面上に一様に分布する場合) 実戦 基礎問 68 /N=. -S=4π (電荷が平面上に一様に分布する場合) (正·負に帯電した金属板) 図のように,半径aの導体球を導体球と同心の電荷を もたない内半径めで外半径cの中空導体球で囲み,半径 aの導体球だけに正の電荷Qを与えた。導体の球面か ら出る(または入る)電気力線の本数はその面積によら ず一定で, その分布は一様である。また,電気力線の本 1本(Eo: 真空の誘電率)で与え 電気力線と電場 Q Q Q E= 4TEor S N=2本 -Q 図1 図2 数は単位電荷あたり, 1の電場の強さは, Eoとんの関係より, E=kQ 。 Eo られるものとする。 13) 中心からの距離が6, cの位置における電位をそれぞれ求めよ。た州。 無限遠方の電位を0とする。 (防衛大) 図3 (1) 静電誘導により,導体中に電気力線は存在せず,電場は0である。 ●ガウスの法則 電気量Qの電荷から出る(Q>0 の場合)。 たは電荷に入る(Q<0 の場合)電気力線の本数 N は, クーロン 解説 (2) 題意より,中心からの距離rが くrくbおよび c<r では,右図のように,電気力線は 中心から放射状に出たようになっており, その本数は、 (精講 の法則の比例定数をん, 真空の誘電率を Eo とすると、 JQl (ここで、ー 1 である) 4TE。 N=4rk|Q|= 本 Eo N=Q 本である。電場の強さは単位面積あたりの電気 Eo 力線の本数だから,a<r<b での電場の強さ Eは、 発展 閉曲面を出るまたは入る電気力線の総本数は,閉曲面内部の電気量 の和から求められる。 ●電場と電気力線電気力線の向き(接線の向き)が,その場所の電場の向きで ある。電気力線に垂直な断面を貫く単位面積あたりの電気力線の本数が,その 場所の電場の強さである。 電気力線の密度が一様である場合,面を垂直に貫く電気力線の総本数を N, 面の面積をSとすると,電場の強さEは, N E= 4元r? Q 4TEor2 (3)(2)の考察より,c<r での電場の強さも上の式で表され、点電荷の電場と同じであ る。よって, cSr での電位Vは, 点電荷の場合と同様に, Q V= 4TEor Q 4TEC よって,r=cの電位 V。は、 V= N E=- また,導体中の電場は0であるから,導体中のすべての点の電位は等しい。よって、 r=b の電位 Voは, Point41 Q V。=V。=- 4TEoC 電気力線の分布が同じ → 同じ電場. 電位の公式に従う Q 4TEor? (3) 6, cともに、 4TEOC 154 9.電場,コンデンサー 155 第4章 電気と磁気

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物理 大学生・専門学校生・社会人

弦の定常波の振動数の測定の範囲です。 予習問題の(2)の問題a b cが分かりません!答えを教えてください!!!!!!よろしくお願いいたします!!!!!!

が得られる。 式と呼んでいる。 刀性 数の測定 振動させると図のような定常波ができた。 弦の 線密度を9.80×10-4 kg/m, 重力カ加速度を9.80 m/s? として問に答えよ。 221 いま。 +x方向に進む波として正弦波関数 y(x, t) = A sin (wt-kx) (16) を仮定すると, y(x, ) dr? 弦を伝わる波の波長入 [m] はいくらか. 弦を伝わる波の速さ [m/s] はいくらか. 音叉の振動数f[Hz] はいくらか. 2- = ーk°y(x, t) = -k?A sin (wt-kx) 実験 (17) 1. 実験装置および器具 弦定常波実験器,発振器, 電子天秤, 周波数 シンセサイザー, 弦(糸), おも り (5g, 5 個),物差し y(x, t) - -w°A sin (wt-kx) or2 = -0°y(x, t) (18) となり、これらを(15) 式にあてはめると 2 k? (19) 2. 実験方法 2.1 糸の線密度の測定 の が得られる。(19) 式を変形すると横波の速さ として (1) 糸を1.2m位切り取り, その長さLを の T 測定する。 (2) 切り取った糸の質量 mを電子天秤で測 定する。 (3) 糸の線密度のを求める. 線密度はσ= 0= k (20) V 0 が得られる。 さらに,一x方向に進む波として次式 y(x, t) = A sin (wt+kx) を考えても全く同じ結果が得られる. なお,(16)式と(21)式に適当な係数を掛け て加えた式もまた,波動方程式の解(一般解) になることをつけ加えておく. (21) m/Lで得られる。 2.2 おもりの質量の測定 5個のおもりに番号をつけ, それぞれのおも りの質量Mを測る。 2.3 定常波の波長の測定 (1) 図7のように, 弦定常波実験器と発振器 予習問題 (1)定常波について簡単に説明せよ。 図のように弦の一端を音又に取り付け, 他 端に滑車を介しておもりを下げる.この音叉を を配置する。 (2) 発振器の外部入力端子と周波数シンセサ イザーの出力端子が接続されている場合に は,その接続を外す。 (3) ビボット滑車をできるだけ振動子から遠 0.75 m 0.012 m ざけて固定する。 (4)糸の一端を弦固定柱に固定し, 次に, 他 端を振動子の穴に通し, おもりを1個つけ, 糸を滑車にかける. (5) 出力調整つまみを反時計方向 (左回り) に回しきる。 (6)周波数調整つまみを矢印に合わせる。 (7) スイッチを入れ, 出力調整つまみを右に 音叉 →x[m] 0.75 0 おもり 質量 1.00 kg (14)式の説明,xが微小変化したときの関数f(x) の変化分の公式として f(x+dx)-f(x) = f (x) dr が知られている。この式のf(x) として (x p 応させると(14)式が得られる。 を対

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理科 中学生

(2)なんですが なぜこのようなグラフになるのか教えてください🤲🏻 🚨至急お願いします💧

木片 [S/w] 木片 旦線状のレール3本を用いて, 図1のような軌道をつくり, 軌 図1 道上での小球の運動について調べる実験を行った。 下の問いに答 えなさい。なお, 図中のB点, C点はレールの接続部を表して おり,小球は各点を通過するときに, 接続による影響を受けない。 また,摩擦力,空気の抵抗力は一切無視できるものとする。(富山) I.A点から小球を静かにはなしたところ, 小球は AB間を下ったのち, B点, C点を通過した。 II.小球が C点をはじめて通過した後, 1秒間に10回の割合で発光するストロボスコープの光を 当てて, CD 間のある区間のようすを撮影した。 図2はその模式図であり, 小球の各位置をa (じ 7 >D 図2 小球 AQ O2 C 15 (0.7m) Acm E b B C 床 a 0.o4。 2.? 2,4 0 0,11027 山e0メ0 Or2 7 e点とした。 (各4点…20点) b II. 撮影結果からb~e点のa点からの距離 を測定したところ,表のような結果となった。 a C d e a点からの距離[cm] 48 L63 172 3号 0 27 各区間の平均の速さ [m/s) 27 2||/5 9 lc4 3,0 (1) AB 間の途中のE点は, B点を基準とした高さがA点の一の点である。小球がE点を通過する瞬 2 3 速 さ 2.0 2 間の位置エネルギーは, A点での位置エネルギーの こであった。 B点での運動エネルギーは, E点 3 (2) m での運動エネルギーの何倍か, 求めなさい。 ただし, B点における小球の位置エネルギーを0とする。 (2) ab 間, bc 間, cd 間, de 間の各区間の平均の速さを求めることにより, 小球がa点からe点ま で移動する間の時間と速さの関係をグラフにかけ。 ただし, a点を通過した時間を0秒とし, 速さ 1.0 0.1 0.2 0.3 0.4 時間(s] の単位は m/s とする。 (3) (2)の結果から,小球がa点からe点まで移動する間に,小球にはたらく斜面方向の力の大きさ について述べた文として, 最も適当なものを次のア~ウから1つ選び, 記号を書け。 ア a点からe点にかけて徐々に大きくなる。 ウ 常に一定である。 (4) CD 間で,小球が到達した最高点の位置について述べた文として, 最も適当なものを次のア~ウ から1つ選び,記号を書け。 また,その理由を「保存」という語を用いて簡単に書け。 ア A点よりも高い。 記号 イ a点からe点にかけて徐々に小さくなる。 理由 か学約エネルギは常い 一えで得化いいる» イ A点と同じ高さである。 ウ A点よりも低い。

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