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物理 高校生

Ⅳの(3)でd/3までの釣り合いが安定でそれより大きくなると不安定になる理由がわからないです。教えて頂きたいです。よろしくお願いします。

図 2-3 (a) のように, 前間と同じ平行板コンデンサーの極板P を自然長 ばね定数の絶縁体の軽い ばねに接続し ばねの他端を壁に固定した. また, 極板 P2 を壁から距離 l+dの位置に固定した (極板の厚さ は無視できる)、 極板 P1 P2 には, それぞれ電荷 +Q (Q > 0), -Qが蓄えられている。 また, 壁とばねの静 電誘導による電荷は無視できるものとする。 質量mの極板P は極板P と平行な位置関係を保って左右にな めらかに動くことができるものとする。 極板P1 に力を加えて壁から距離の位置に保持した。 極板P1 と極板 P2の間の電場の大きさをE。 とする. 図2-3 (b) のように極板P」を壁から距離(+ェの位置にゆっくりと移動した。 極板 P, にばねからはたら く力と極板間の静電気力がつりあうときの位置を Q, Fo, k, m, co のうち必要な記号を用いて表せ、ただ し, 0<x<d とする. ⅣV 次に, P1 を図2-3(a) の位置に戻し、 図2-4 (a)のようにスイッチと電圧Vo(> 0)の直流電源に接続し た。その後、スイッチを閉じ, 極板 P, に力を加えて図2-4(b) のように壁から距離+æの位置にゆっくり と移動した(ただし<z<dとする)。その後,極板 P, を移動するために加えていた力をなくした。導線が -Kx Pl + Q 0000000000 d (a) 10000000 極板P が及ぼす力は考えない (1) 極板 P1 が壁から距離1+の位置にあるときに極板P, にはたらく力F (x) を Vo, S, d, z, k, m, Eo のうち必要な記号を用いて表せ。 ただし, 極板 P1 から P2 に向かう向きを正とする. (2) 極板 P1 にはたらくばねからの力と極板間の静電気力がつりあう位置が存在するためには, Vo はある上 限値Vm より小さくなければならない。このVm を S, d, k, m, so のうち必要な記号を用いて表せ. (3) Vo Vmの場合に存在するつりあいの安定性について説明せよ。 ただし, 「a <æ <bの範囲に存在す るつりあいは安定(または不安定)」 という形式で,存在するすべてのつりあいについて言及せよ. Foyd FEQ P₁ P2 +Q 0000000000 HI l+x (b) ・ 114471 9 図2-3 P₁ P₂ 0000000000 V₁ (a) 図2-4 l+x d-x GV (b) 萬 Fol F:EG

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数学 大学生・専門学校生・社会人

ある遺跡から動物の骨と思われる化石が見つかった。この化石の元素分析をした結果、炭素12と炭素 14の割合が(化石の炭素14の量)/(化石の炭素12の量)=8.5/(10^13)であることがわかった。この動物は何年に死んだものかを次の資料を参考に求めよ。 写真参照 こち... 続きを読む

11 ある遺跡から動物の骨と思われる化石が見つかった. この化石の元素分析をした結果,炭素12 と炭素 (化石の炭素14の量) 8.5 であることが分かった. この動物は何年に死んだものかを次 1013 14 の割合が ( 化石の炭素12の量) の資料を参考に求めよ. 資料 地球上の大気や物質中には、 通常の炭素原子 「炭素 12」 とは異なる 「炭素14」とよばれる炭素原子が存在 する. 炭素 14 は, 大気圏上層において宇宙線の作用により窒素から生成される.ところが,炭素14 は不安定 な放射性原子であり, ベータ線を放出して崩壊し、再び窒素にもどる. この様に, 大気中では,生成と崩壊の バランスがとれており、 自然界におけるこれら2種類の炭素原子の量の比は一定である. この量の比は, 大昔 (炭素14の量) 1.2 も今も変わらないと考えられ,現在の測定値は である. ところで、 炭素 14の崩壊は, = (炭素12の量) 1012 5730年で半分となる割合で起こり、この5730年を炭素14の半減期とよぶ. 大気中の炭素は二酸化炭素の 形で存在し, 植物による光合成や、 その植物を食べる動物の食物連鎖によって, 動植物の体内に取り込まれて (炭素14の量) であると考えられる. ここで, 動植物が死滅 いく. つまり、動植物の体内においても, 1.2 (炭素12の量) 1012 すると, 生体内に取り込まれていた炭素14は崩壊して減っていくが、 食物連鎖の対象外となったため、 新た に炭素14が供給されることはない.

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