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物理 高校生

(3)の解き方について、 いや、(1)と(2)を利用しろ!!と思うかもなのですが、我流でやってみたかったのでやってみた結果間違いました。 これ分母に2がつくのはなぜですか?

発展例題 38 極板間にはたらく力 4x 電気容量 C,極板間隔dの平行板コンデンサーがある。両極板 には, ±Qの電荷がたくわえられている。極板間の電場は一様で あるとして,次の各問に答えよ。 (1) コンデンサーがたくわえている静電エネルギーを求めよ。 指針 極板を引きはなす仕事の分だけ, コ ンデンサーの静電エネルギーは増加する。 また, 引きはなす力と極板間の引力の大きさは等しい。 解説 (1) 静電エネルギーをひとして, U=- 2C 2) 極板を引きはなした後の電気容量を C' とす る。 電気容量は,極板間隔に反比例するので, C'=- -Q (2) 極板間の距離をゆっくりと⊿x引きはなしたときの静電エネルギーを求めよ。 (3) 極板間にはたらく引力の大きさを求めよ。 d d+4x U'は, -Cとなる。 求める静電エネルギー U'=- 2C' = d Q² (d+4x) 2Cd 発展問題 473 Q24x 2Cd +Q (3) 極板を引きはなす力の大きさをFとする。 この力がする仕事 F⊿x は,静電エネルギーの 増加分 U'-Uに等しい。 FAx=U'-U= 2Cd 極板間の引力の大きさは,極板を引きはなす ときに加える力の大きさFと等しい。 (注) 真空の誘電率を ε, 極板の面積をSとする。 C = [S/d から, Cd=Sであり、力の大きさ Q2/(2Cd) はQ2/(2S) と表される。 Q, S, & は極板間隔が変化しても一定であるから,極板 間の引力は一定となる。 F=

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理科 中学生

(4)の求め方を教えてください 答えは200Hzです。

4 音の大きさと高さを調べるため、 次の①,②の順で実験を行った。 これについて, あとの問いに 答えなさい。 ただし、図1と図2の縦軸は振動の幅を,横軸は時間を表し、縦軸および横軸の自 盛りの大きさはどれも同じである。 も 実験 1 おんさをたたいて, その直後に出た音をマイクロホンを通してコンピュータに入力した ところ、 画面に表示された波形は、図1のようになった。 ② おんさをたたく強さを変えたり、たたく強さは同じままで高さの異なる音が出るおんさにとり かえたりして、 と同様の実験を行ったところ、 画面に表示された波形は、図2のようになった。 図 1 図2 C A B D (1) 次の文は、おんさをたたいたときの音の伝わり方について述べたものである。 文中の あてはまる語を書きなさい。 おんさをたたくと, おんさが振動し、その振動が [ □を振動させ, 音としてマイクロホンに 伝わった。 (2) 図1のXで示された, 波形の振動の幅を何というか。 その名称を書きなさい。 に (3) 実験②で,次の ①, ② のようにしたときの波形は,それぞれ図2のA~Dのどれになるか。 1つずつ選び,記号で答えなさい。 ① おんさを実験の工より弱くたたいた。 ② おんさを実験の①より高い音の出るおんさにとりかえ, 実験のと同じ強さでたたいた。 (4) 図2のAの音の振動数(周波数) は何Hzか。 ただし, 図1の音の振動数 (周波数) を300Hzとす る。

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