(2)の回路に流れる電流の向きが解説を読んでも分かりません。教えてくださると幸いです。

60 Chapter 7 電磁誘導 確認問題 2008shoyo 200041 レー 447-6に対応 磁束密度Bの磁場が水平に生じているところに、間隔 の長いレールを鉛直に立てて、その端を電源Vと抵抗R で接続する。 レールに沿って滑らかに動く、質量mの導 体棒PQを固定しておく。 重力加速度をgとし, 電源の 内部抵抗やレールの抵抗は無視できるものとする。 以下 の問いに答えよ。 P (1) 導体棒PQの固定を取り去った瞬間に、導体棒 PQがレールに沿って下降するには電源電圧V Vより小さくないといけない。 V の値をR, B, m, l, gを用いて表せ。 解説 しばらくすると, 導体棒PQは一定の速さで下降するようになった。このとき、 次の問いに答えよ。 (2) 回路に流れる電流の向きはP→Q, QPのどちらか。 また、その大 きさをm, B, l, gを用いて表せ。 (3) 回路に流れる電流の大きさを V, R, B, l, v1 を用いて表せ。 (4) 導体棒にはたらく重力mgをV, R, B, l, 1 を用いて表せ。 V (1) もともと, 回路にはI= の電流が流れています。 R V 今なら、 V 場からBIL=Bの力を受けることになります。 V ですので、導体棒PQにはQ→Pの方向にI=が流れるため、導体棒は磁 フレ 固定 るに TEC (2) 2 (3)

（５）からがわからないので教えてください

221 波の反射と定常波 右図のように,媒質がx軸 ST に沿って置かれており, 原点Oに波源がある。x=0 における媒質の位置をP, x=Xにおける媒質の位置 をQとする。 波源による時刻におけるPの変位は, y = A sin 2 ft と表され,この振幅 A, 振動数fの単振 動は,速さ”の正弦波Iとしてx軸の正の向きに伝 わっていく。 x =L (>0)の位置にx軸に垂直な壁があ り波はこの壁で自由端反射をする。 波は減衰するこ となく伝わり, 反射によっても減衰することはないも a-B のとする。なお,sina + sinβ=2sin+cos 2 ya P yo1 0 波 I →ひ A x=X TARA x=L を用いてよい。 (1) 波源を出た波Iが, 座標x=X (0≦X≦L)に到達するのに必要な時間はいくらか。 (2) 波Iによる時刻t における Q の変位 21 は、時間だけ前の時刻 t-t におけるPの 変位に等しいことを用いて, をA,f, t, t で表せ。 (3) 波源を出た波が,壁で反射されて、再び座標 x = X に到達するのに必要な時間 はいくらか。 (4) この反射された波ⅡIによる時刻における Q の変位y2 を, A. f.t, tで表せ。 (5) Q の変位yは、波Iによる変位と波Ⅱによる変位の和となる。リをXの関数 とtの関数との積の形で表せ。 (6) 波Iと波ⅡIとが重ね合わさった波の座標x = X における振幅はいくらか。 (7) 隣り合う腹と腹との間隔はいくらか。 ヒント 220 センサー 69 Chapter 16

この問題の(2)、(3)の考え方が分かりません。 (2)に関してはC'の値までは分かりました。

の誘電 5) の答 竜圧を求めよ。 312 導体板にはたらく力 誘電率∈〔F/m〕の 空中で、右図のようなコンデンサーに電圧 Vo- S -2L d] 3C. M d 2 V[V] の電池を接続した。 コンデンサーの極板は 短辺がL 〔m〕 長辺が2L [m] の長方形, 極板の間隔 はd[m] である。 極板間に何も挿入しない状態でスイッチSを閉じて充電した。その後, Sを閉じたまま、上図のようにコンデンサーと同形で厚さ 4 [m]の導体板Mを極板 間の中央に極板と平行を保ちながらゆっくりと挿入した。 なお,電流が流れることによ る回路での発熱は無視する。 (1) 導体板を x [m] まで挿入したときのコンデンサーの電気容量 C〔F〕を求めよ。 (2) 導体板をx=L〔m〕まで挿入するのに外力がした仕事 W 〔J〕 を求めよ。 (3)導体板を(2) よりさらに微小距離 4.x 〔m〕 だけ押し込むのに必要な外力のする仕事 4W〔J〕 を求めよ。 さらに, x=L〔m] のときの外力の大きさF[N] を答えよ。 (1) (2) コンデンサーの接 +||- サヒ # 北

２番を図で表すと、２枚目の写真のような向きの力ですか？

必解 よ。 に限定する。ク 291 物理 電界と電荷 右図のように,点A(-α0) と点B(a,0)にそれぞれ[C]と3g [C] の正の点電荷 がある。クーロンの法則の比例定数を ko[N・m²/C2] と する。加えて りと動かす 10 (0,0) (1) -2g〔C〕の負の点電荷Pがx軸上で受ける電気 力が0になる点のx座標を求めよ。 -x (m) q (C) - 2q (C) 3q (C) (2)次に,この点電荷Pを原点Oに置いたとき,点 電荷Pが受ける電気力を求めよ。 (3) さらに,この点電荷を原点Oから点C(0.a) までゆっくりと動かすのに必要な仕 事を求めよ。 センサー 95 96,97,100 センサー 99,1000 Chapter |24 y〔m〕 A (-a, 0) P C (0, a) B (a,0)

３番は、なぜ-がつくのですか？

必解 290 物理 電界と電位 下図のような強さE 〔V/m]の一様な電界中で点電荷q〔C〕 (g>0) を次のように移動させた。ただし, ABBC でAB=d[m]とする。 (1) 点電荷を点Aから点Cにまっすぐ移動させたとき, ←d― 電界のする仕事を求めよ。 IC E (2) 点電荷を点Aから点Bにまっすぐ移動させ、さら に点Bから点Cにまっすぐ移動させたとき,電界の する仕事を求めよ。 A B (3) 点Aを電位の基準としたとき, 点Cの電位を求め よ。 に限定する。 Oht センサー 99,100 Chapter 24

１番のW=の計算は仕事を力×距離で求めているのですか？

1020 強 290 物理 電界と電位 下図のような強さE [V/m]の一様な電界中で点電荷q [C] (a>0)を次のように移動させた。ただし,AB⊥BC で,AB=d[m]とする。 ←d→ (1) 点電荷を点Aから点Cにまっすぐ移動させたとき 電界のする仕事を求めよ。 E (2) 点電荷を点Aから点Bにまっすぐ移動させ、さら に点Bから点Cにまっすぐ移動させたとき,電界の する仕事を求めよ。 A 1844 (3) 点Aを電位の基準としたとき, 点Cの電位を求め よ。 B センサー 99 100 Chapter

41の問題で物体が落ちないための条件は、というところからわかりません 教えて下さい

する。 センサーE, Fコ ヒント Aは下向き、 Bは上向きに等しい大きさの加速度が生じるとして, 運動方程式をたてる。 最大摩擦力 図のように, 質量 m の物体を手で鉛直なあらい壁に 探しつけた。物体と壁との間の静止摩擦係数を μ, とすると, 物体 落ちないようにするためには, 手で水平方向に加える力の大きさ をいくら以上にしなければならないか。その最小値を答えよ。ただ し、重力加速度の大きさをgとし, 手と物体との間の摩擦力は無視 できるものとする。 ン 最大摩擦力の大きさが, 重力の大きさ以上であればよい。 m 842 気球の運動質量80kgの気球が鉛直に上昇している。こ の気球の加速度は, 鉛直上向きに0.20m/s°であった。 空気 抵抗は無視できるものとする。 1) 気球にはたらく力の合力の大きさはいくらか。 * 12) 気球にはたらく浮力の大きさはいくらか。 0.20 m/s chap

2番の下線部の解説いただきたいです。 また、円半周を通過するには、v>0、N≧0と 暗記していていいものですか？ 暗記せずとも理解できる方法があればお願いします。

ループ式ジェット·コ 鉛直面内での円運動 けて,質量m[kg]の小物体を大きさo[m/s]の初速 度でなめらかな水平面からすべらせる。重力加速度の 物理 基礎 物理 》122|| 127||131 例題33 B 大きさをg[m/s]とする。 m Vo の小物体の速さと面から受ける垂直抗力の大き さを求めよ。 10小物体が点Bを通過するための oの条件を求めよ。 Chapter 解答(1) 点Cでの小物体の速さを o[m/s)とすると, 力学的エネルギー 保存の法則より, 9 Oセンサー 39 B mgcos0 N C 円運動では,地上から見て 解くか,物体から見て解く かを決める。 0 地上から見る場合 遠心力は考えず,力を円の 半径方向と接線方向に分解 し,円運動の半径方向の運 動方程式を立てる。 rcos0:0 mu3 =; mo°+ mng (r+rcos@) 0 mg ゆえに、 v= Vu-2gr (1+cos0) [m/s] 垂直抗力の大きさを N[N]とすると。 A 地上から見た円運動の運動方程式は, m -=F r * m -=N+mg cos0 または mro'=F これに»を代入し,整理すると, 2 物体から見る場合 遠心力を考え,力を円の半 径方向と接線方向に分解し, 半径方向のつり合いの式を 立てる。 ※ どちらでも解ける。 mv? N= --mg(2+3cos0) [N] r 別解 小物体から見ると, 円の半径方向にはたらく力は, 実際 にはたらく力のほかに, 円の中心0から遠ざかる向き に遠心力 m がはたらいている。 半径方向の力のつり センサー 40 合いより、 物体が面に接しているとき, 垂直抗力N20 N+mg cosé-m =0 (量的関係は上と同じ) 補非等速円運動では, 円の接線方向にも加速度があり,物 体から見た場合, 接線方向での力のつり合いを考えるため には,接線方向にはたらく慣性力を考える必要がある。 (2) (1)より, 0<0ハx[rad]では, 0が小さくなるにつれて, v, Nはともに減少していく。点Bを通過するためには, 点上 でカ>0かつN20であればよい。 ①より, @=0をvに代入 )水平面を重力による位置エ ネルギーの基準面とする。 して、 リ=\-4gr よって, ぴ-4gr>0 ゆえに, >2gr mv また, 2より, 0=0をNに代入して, N= 5mg Y mvs よって, ゆえに, 2/5gr , ①を比較すると。 20(面から離れない条件)が の条件を決める -5mg20 3, ④がともに成り立つためには, ひこ/5gr

（３）の解き方がよくわかりません どうやってこの式になったのか、重力だけでなく張力もはたらいてないのか その部分が特にわからないので教えて下さい

I ー 図のように、長さ3.2m の軽くて伸びない糸に質量 2.5kgのおもりをつけ,糸が鉛直線と 60°をなす位置まで おもりを持ち上げてから静かにはなした。 (1)はなした後におもりにはたらく力の名称を答えよ。ま た、おもりをはなしてから最下点を通過するまでに,こ れらの力のした仕事をそれぞれ求めよ。 (2) おもりをはなした直後における,おもりがもっている運動エネルギー,および最 下点を基準の高さとしての重力による位置エネルギーを求めよ。 (3) 最下点でのおもりの速さを求めよ。 (4) 最下点を通過してから,おもりが達する最高点の最下点からの高さを求めよ。 3.2m 60° 2.5 kg

物理の円運動での問題です。 これまで垂直投げ上げなどのときの最高点の速さは0でしたが、この問題では「速さは最小」と書いてあります。 どうして異なるのでしょうか？

体の速さは B いくらか。 (2) Bを通過する直前および通過した直後において, 小物体が面から受ける力の大きさ はそれぞれいくらか。 393 センサー 37, 39 Chapter 123 鉛直面内での円運動 右図のように, 長さLの軽い棒の 一端に小球をつけ, 点Oを中心に鉛直面内で円運動をさせたい。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 最下点での速さを 0とすると,最高点での速さはいくらか。 12)小球を1回転させるためには, toをいくらより大きくすれば よいか。 (3))棒の代わりに, 糸を用いて1回転させるためには, oはいくら以上であればよいか。 9 ヒント糸の場合, 最高点で張力T20として考える。 センサー 37, 39 コ 124 慣性力 エレベーターの中で, 質量50kgの人が体重計に のっている。 次の場合, この人が体重計から受ける力は何Nか。 (1) エレベーターが2.0m/sの一定の速度で上昇している場合 (2) エレベーターが鉛直上向きに 0.98 m/s' の加速度で運動して