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物理 高校生

物理の磁気の問題です。 黄色マーカーで引いた箇所の解説をお願いします。

問題 25. 交流回路 (105 交流の発生 図のように, 磁束密度の大きさ B[Wb/m²] の一様な磁場中に, 一辺 の長さ21(m) の正方形コイル abcd を 置いた。 このコイルは, 辺bcの中点 を通り辺abに平行な軸のまわりに回 転することができ、この回転軸が磁場 f と垂直になるように設置されている。時刻t = 0〔s〕において,辺bcは磁場 と平行であり,cからbへの向きが磁場の向きと一致していた。このコイル に抵抗値R COPの抵抗を接続し,コイルを図に示した向きに一定の角速度 w(rad/s) で回転させた。ただし、コイルの誘導起電力および抵抗を流れる 電流は, a b c d→e→f→aの向きを正とする。 (1) 時刻において, 辺 abに生じる誘導起電力はいくらか。 (2) 時刻t において, コイル abcd 全体に生じる誘導起電力はいくらか。 (3) 時刻 において, 抵抗を流れる電流はいくらか。 (4) 抵抗を流れる電流の実効値はいくらか。 (5) 抵抗で消費される電力の平均値はいくらか。 N C 214 B N d (c) R d (c) (解説) (1) 0 <wt <= 〔rad〕のときに ついて, コイルをad側から見て考えよう (右 図)。辺ab は, 半径[[m], 角速度w [rad/s〕 で回転しているので, 速さはww 〔m/s]である。 時刻f[s] では, コイルが磁場方向からwt〔rad〕 だけ傾いているので,辺 abの速度の磁場に垂直な成分はlcoswt[m/s]で ある。辺abに生じる誘導起電力 Va〔V〕は,a→bの向きに生じ,正なので, Vab=Wwcoswt.B・21 = 21wBcoswt〔V〕 v Bad lw (2)(1)と同様に考えて, 辺cdに生じる誘導起電力Va〔V〕は, cdの向きに生 じ,正なので, 物理 磁場に垂直な成分 lw lwcoswt wt <福岡大〉 wt a (b) a (b) S Ved = 212wBcoswt〔V〕 また,辺bcと辺ad には誘導起電力は生じない。したがって, コイル abcd なぜ

解決済み 回答数: 1
物理 高校生

41番の問題の(3)について質問です。 (3)で、質点に重力と遠心力がかかっているのは分かるんですけれども、遠心力の鉛直方向成分=重力にしたら答えが導けませんでした。解答の方法で答えが導かれるのは分かるのですが、なぜ遠心力の方の成分を分けたら答えが出ないのかわからないです…。

h っている。 軸は0である。 いま、 平面からんの高さの位 B C P 置から質量mの小球を静かに放す。 摩擦はなく, 重力加速度の大きさを と する。 水平面 BC 上での小球の速さを求めよ。 ②点Cを通る直前に小球が受ける垂直抗力N, と, 通った直後に受け る垂直抗力 N を求めよ。 (③3) 図の点P(COP=8) での速さと垂直抗力N を求めよ。 ④ 小球が円筒面に沿って, 点Dに達するのに必要な高さんの最小値 ho を求め、 rを用いて表せ。 (5) h=2のときには,小球は途中で円筒面から離れる。 離れる点で のcos e の値を求めよ。 (山口大 + 同志社大) 1- A o 0 41* 質量mの質点をつけた長さの糸 の端を点Oにとめ, 糸をぴんと張り 質点が点0と同じ高さの点Aにくる ようにした。 質点を静かに放すと, OA を含む鉛直面(紙面) 内で運動する。 細 いなめらかな棒が点0から鉛直下方 1/2の距離にある点P で, この鉛直面 と垂直に交わるように固定されている。 重力加速度の大きさをgとす B る。 ①質点が点0の鉛直下方にある点Bを通過するときの速さ vo を求め よ。 Vo 質点が点Bを通過する直前の糸の張力 T, と, 通過した直後の張力 T2 を求めよ。 (3) 質点が点Cにきたとき, 糸がゆるみ始めた。その時の速さ”を求 めよ。 また, PC が水平となす角を0として sin 0 の値を求めよ。 (4) その後, 質点は点Cからどれだけの高さまで上がるか。 1/2 P 00 42* よ E

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物理 高校生

(4)番がなぜ足し合わせるのかが分かりません。

人 168.斜め方向のドップラー効果● 図の ように,点Pの位置に静止している観測者の 音源 前を,振動数foの音波を発する音源を備え た電車が直線軌道を音の速さより遅い速さ ひで通過していく場合を考える。点Pと軌道 までの最短距離を1とする。 (1) 音源と点Pを結ぶ直線と電車の進行方向とのなす角度が0の地点で音源が発した音 波を観測者が観測したところ, その振動数はfであった。fをfo, V, vおよび0を 用いて表せ。 R 一。 軌道 P O国() ie 1 (2) 音源の速さひが ひ=ーV のとき, 音源が 0=60°の地点で発した音波を観測者が観 D年 () 測すると,その振動数は f」であった。f」を foを用いて表せ。 にま (2)と同様に ひ=vのとき,音源が観測者の正面の点Oで発した音波を観測者が受 2 けた瞬間に,観測者はその受けた音波と同じ振動数 feの音波を送り返した。 (3) f2を foを用いて表せ。 (4)観測者が送った音波は, 音源が点Oから距離ァだけ離れた点Rに達したときに音源 に届いた。距離rを1を用いて表せ。ただし, vは v= V で一定であるとする。 0 000 (5)(4)で音源に届いた音波を,音源の位置に置かれた測定器で観測したところ,その振動 数は f。であった。fsを f。を用いて表せ。 [15 名古屋市大] 165

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