物理基礎の問題です！ 類題の（4）を教えてほしいです！！ よろしくお願いします🙇🏻‍♀️՞

例題① 電熱線による発熱 1kWh=10Wh=3.6×10J 3.6×10³ J ある長さの電熱線に100Vの電圧をかけると, 消費電力が400W であった。 次の問いに有効数字2桁で答えよ。 ただし, 電熱線の単位長さあたりの抵抗値 は変わらないものとする。 (1) 電熱線には何Aの電流が流れるか。 (3) (2)電熱線の抵抗値は何Ωか。 かかるか。 ただし, 電熱線の発熱量の30%は周りに逃げるものとし, 水の この電熱線を用いて, 16℃の水300gをあたためて100℃にするには何s 比熱は 4.2J/ (g・K) とする。 Gato 指針 (3) 水が得た熱量は, 電熱線で発生したジュール熱の70%に等しい。 解 (1) 電熱線に流れる電流をI [A] とすると,「P=VI」より、 400 W 400W =100 VXI よって, I= p.199式(7) =4.0A 100V p.192式(3) (2) 電熱線の抵抗値を R [Ω] とすると, オームの法則 「V=RI」 より (3)かかる時間を [s] とすると,「Q=Pt」 と 「Q=mcAT」 より, 100V よって, R= 100V=R×4.0A =25Ω 4.0 A p.125式(3) よって, t=3.78×10°s≒3.8×10's 84- p.199式(8) 400Wxtx0.70=300g×4.2J/(g・K)×(100-16) K 類題1 例題①の電熱線を、 元の80%の長さに切って, 100Vの電圧をかけた。次の 問いに有効数字2桁で答えよ。 (1) 電熱線の抵抗値は何Ωになるか。 (2) 電熱線には何Aの電流が流れるか。 (3)このときの電熱線の消費電力は何Wになるか。 (4) 例題1の(3)と同じようにして水をあたためたとき, かかる時間は元の何倍か。 20

式の立て方はわかるのですが、どうして振動の中心が変わるのかわかりません。教えて頂きたいです🙇

52. <あらい面上で振動する物体の運動〉 ばね定数 質量m 図のように, 水平なあらい床の上に質量mの物 体が置かれている。 物体はばね定数んのばねで壁と つながっている。 右向きにx軸をとり, ばねが自然 の長さのときの物体の位置を原点とする。 次の問い に答えよ。 ただし, 重力加速度の大きさをgとする。 物体を原点より右側で静かにはなす実験を行った。物体を位置 d(> 0) より左側ではなす とそのまま静止していたが,右側ではなすと動きだした。 (1) 物体と床の間の静止摩擦係数μを求めよ。 0 x 物体を位置 x(>d) から静かにはなすと, 物体は左向きに動きだした。 その後, 物体の速 さは位置 x1 (<-d)で初めて0となった。 (2) 物体と床の間の動摩擦係数μ' を求めよ。 (3)物体の加速度をαとして,左向きに運動している物体の位置xでの運動方程式を示せ。 (4) 物体が x から x1 に移動するまでにかかった時間を求めよ。 (5)xo から x1 に移動する間で, 物体の速さが最大となるときの位置と速さを求めよ。 その後, 物体は右向きに動きだし, ある位置 (>d) で再び速さが0となった。 (6)x1 から再び速さが0となった位置に移動する間で, 物体の速さが最大となるときの位置 を求めよ。 (7) 物体の速さが再び0となった位置 x2 を x と x1 を用いて表せ。

250回目の最小値をとったときにHとBの距離はなぜLA+2ΔLになるのですか？ 最小値が4Δlごとにあらわれるのが分かりません💦

<tttttt EXI 図2 一光線の空 リットが きいと 率力の れは子供 改 354 マイケルソン干渉計 Sを出た波長入の単色光が,Sから距離 Ls にある [兵庫県大 改] 347 図のように,光源 鏡 A LA 鏡B 半透鏡 H -22- ←Ls -LB- AL AL LD 検出器 D 半透鏡Hにより上方への反射光と右方への透過光 光源 S 2つに分けられる。 反射光は,Hから距離 LA に固 定された鏡Aで反射して同じ経路をもどり、一部が Hを透過してHから距離LD 離れた検出器Dに到達 する。一方, Sを出てHを右方へ透過した光は,鏡 Bで反射して同じ経路をもどり、一部がHで反射してDに到達する。 これら2つの光が 干渉する。 初めのHからBまでの距離はLB (LB> LA) で, Bは左右に動かすことができ る。Hの厚さは無視でき, 鏡および半透鏡において光の位相は変わらないものとする。 )Bを少しずつHに近づけるとDで検出される光の強さは単調に増加し, 4Lだけ動い たとき,最大となった。 逆に, Bを少しずつHから遠ざけると光の強さは単調に減少 し、初めの位置から4Lだけ動いたとき最小となった。 波長を4Lで表せ。 Bを初めの位置にもどし, 波長を入から少しずつ大きくしていく。 Dで検出される 光の強さは単調に増加し, +4のとき最大となった。 LB-LAを入と 4入で表せ。 (3) 次に, 光の波長を入にもどし, Bを初めの位置から動かして, Hからの距離がL』に 等しくなるまで少しずつ動かした。 この間のDで検出される光の強さを観測すると, 250 回最小値をとることがわかった。 このとき,(2)における入との比を求め [16 新潟大 改] よ。 ヒント 353(2)隣りあう2つのスリットを通る光の経路差= | (回折後の経路差)-(入射前の経路差)| 354 (3)250回目の最小値をとったときの,HとBの距離はLA +24Lであり、最小値は 44L ご とに現れる。

物理 132番の(ケ)について質問です (ケ)のときコイルの誘導起電力はi1の向きと同じなので符号は正と考えたのですが回答では負でした。なぜ負になるのかを教えてください🙏

抵抗 R O スイッチS に比べて増加するか、するがす (i) コイル2の長さを軸方向に押し縮めた後に、 同じ実験をした。 (i) 鉄心を引き抜いた後に、同じ実験をした。 132. 〈コイルを含む直流回路> 〔19 大阪府大 改 からの距離 (m) うう。 導体棒中 ■における電場 反時計回りに, 電力が生じる。 印b の向 ■に電流が流れ 図1の矢印 はたらくと考え である。 [15 同志社大 〕 次の文章のアコに当てはまる数式または数値を 答えよ。 また、サに当てはまる語句を答えよ。 h c L b Ix d f R 図に示すように抵抗とコイルをつないだ回路で, スイッ チSを閉じたり開いたりしたときに回路に流れる電流を考 えよう。 電池の起電力をE. コイルの自己インダクタンス L. 2つの抵抗の抵抗値は図のようにr, Rとする。 電池 と直列につながれた抵抗値の抵抗は電池の内部抵抗と考 えてもよい。 また, 導線およびコイルの電気抵抗は無視できるものとする。 a +r ch S E スイッチSを閉じた後のある時刻にコイル, 抵抗値Rの抵抗を図の矢印の向きに流れる電 流をそれぞれ I, と書くことにする。 このとき, 抵抗値の抵抗を流れる電流はア となる。 経路 abdfgha についてキルヒホッフの法則を適用すれば、 電池の起電力と回路に 流れる電流の間にはE=イの関係が成りたつ。 一方,このときコイルを流れる電流が 微小時間 4t の間に 4 だけ変化したとすると, 経路 abcegha についてキルヒホッフの法則 を適用すればE= ウ の関係が得られる。 スイッチSが開いていて回路に電流が流れていない状態でスイッチSを閉じたとき、その 直後に回路に流れる電流は, L=エ=オとなる。したがって、スイッチSを閉 じた直後にコイルに生じる誘導起電力の大きさはE, r, R を用いてカと表される。 方, スイッチを閉じてから十分に時間が経過した後にコイルに流れる電流は、ムキ であり,このときコイルにはクだけのエネルギーが蓄えられることになる。 to D

物理です。ア〜エ全て教えて欲しいです。

図のように,xy 平面内の 0≦x≦2 の領域にはxy 平面に垂直 ckaB で紙面の裏から表に向かって,磁束 密度Bの一様な磁界 磁場) M があ ia O 3 2 02 0 ® axiaの領域には M] と同 1 D A O じ大きさをもち, 向きが逆の磁界 M2がある。 この平面内に,単位長 M1 M2 3a2a5a x 2 2 さ当たりの抵抗をもち、1辺の長さαの正方形コイル ABCD がある。いま,コイル a の辺 AB を常に y 軸に平行に保ち、 辺AD を常にy軸に垂直に保ちながらxの正方向 にコイルを一定の速さで運動させた。 a 辺 AB が原点 O を通過するときの時刻をt=0 とすると, OS のとき,ABに 2v 生じる誘導起電力の大きさはアであり,コイルを一定の速さ”で動かしつづける のに必要な力の大きさはイである。 3 辺ABがx軸上のαから 24の間を通過しているとき,コイルの抵抗によって消費 される電力はウである。 次に,コイルの速度をαとし, 辺AB が M 中を通過しているときに生じる電流の 5 大きさをkとする。横軸に時刻t,縦軸に電流Iをとり,OSIS の範囲でもとIの に示せ。 ただし, A→B→C→Dの方向に流れる電 関係をグラフにしてエ 流を正とし、電流の最大値、最小値をkを用いて縦軸に明記せよ。

物理基礎の運動方程式の問題です。素朴な疑問なんですが、AがBを押す力はなぜ20Nではないのですか？ 教えていただけると嬉しいです。

例題 解説動画 第Ⅰ章 運動とエネルギー m/s2 とする。 口の合力は, 基本例題 11 接触した2物体の運動 水平でなめらかな机の上に,質量がそれぞれ2.0kg, 受けたとき, 生 F2 F₁ 3.0kgの物体A,Bを接触させて置く。 Aを右向きに制 20N の力で押し続けるとき, 次の各問に答えよ。 (1) A, B の加速度の大きさはいくらか。 (2)A,Bの間でおよぼしあう力の大きさはいくらか。 指針 2つの物体が接触しながら運動して いるとき, 作用・反作用の法則から, 2つの物体 は,大きさが等しく逆向きの力をおよぼしあって いる。 A, B が受ける力を図示し, それぞれにつ いて運動方程式を立て, 連立させて求める。 ■解説 (1) AとBがおよぼしあう力の大 きさをF〔N〕 とすると, 各物体が受ける運動方 係数が0.60 の 。 動摩擦係数が にあるとき, 大 B けて落下して 物理 AF[N] [F[N] |a[m/s] 20N → 基本例題12 連結された物体の運動 20N 基本問題 87,96 B 向の力は,図のようになる。 運動する向きを正 とし,A,Bの加速度をα 〔m/s2] とすると,そ れぞれの運動方程式は, A: 2.0×a=20-F ... ① B:3.0×α=F 式 ①,② から, a=4.0m/s2 (2) (1)の結果を式 ② に代入すると, [И]V 3.0×4.0=F F=12N Point A, B をまとめて1つの物体とみなすと, 運動方程式は, (2.0+3.0)a=20 となり,a が 求められる。 しかし, F を求めるためには, 物 体ごとに運動方程式を立てる必要がある。 ・大 例題 基本問題 88, 92 =説動画 図のように, なめらかな水平面上に置かれた質量 M [kg] の物体Aに軽い糸をつけ、軽い滑車を通して他端に質量 M[kg] A 問題 85, 88,90

物理基礎の力のつり合いの問題です。基本例題8で、ボールに働く力についてで、いくつか質問があります。 ①Fはバネを右に引いた力と同じですか？ ②ボールを右に引く力が働いたら、その反作用でボールが左にバネを引く力がないのはなぜですか？ 作用反作用がいつ働くのかがいまいちわかって... 続きを読む

例題 解説動画 基本例題8 力のつりあい 基本問題 58,596465666768 軽い糸の一端を天井につけ、 他端に重さ 2.0Nの小球 をつなぐ。この小球に, ばね定数10N/m の軽いばねの 一端を取りつけ,他端を水平方向に静かに引いた。 糸が 鉛直方向と60°の角をなして小球が静止しているとき 力の ばねの自然の長さからの伸びは何mか。 C 2.0N 10N/m 60° 00000 指針 小球は、重力, ばねの弾性力, 糸の 張力を受けて静止しており,それらはつりあって いる。 ばねの弾性力をF[N], 糸の張力をT〔N〕 と すると, 小球が受ける力は図のように示される。 力を水平方向と鉛直方向に分解し, 各方向におけ る力のつりあいの式を立てる。 これからFを求め, フックの法則を利用してばねの伸びを求める。 水平方向:F- T=0 2 鉛直方向: T 2 --2.0=0…② | 解説 水平方向, 鉛直方向のそれぞれの力 のつりあいから, √3 T[N] √ T(N) 30° 720 [N] 式 ②から,T= 4.0Nとなり,これを式①に代入し てFを求めると, F=2.0√3N ばねの伸びを x[m] とすると, フックの法則 「F=kx」 から, F 2.0√3 x= 2.0×1.73 10 10 -=0.346m 0.5m Point F〔N〕 小球にはたらく3つの力がつりあって いるとき,水平方向と鉛直方向のそれぞれの成 分もつりあっている。 V2.0N 基本例題 9 ばねと作用・反作用 同じばね定数の2つの軽いばね A, B を用意する。 ばね Aの一端を壁に取りつけ, 他端におもりをつるして静止さ せる。一方, ばねBは,その両端にそ して静止 基本問題 71, 72,73 LA 0000000000 [知識] 57. 重さと質量 基本 地球上の重力加速度の大き 大きさを地球上の1であるとして、次の各 (1)地球上での重さが294Nの物体の質量に (1)の物体が月面上にあるとき,その質 (3)(1)の物体が月面上にあるとき,その重 [知識 58. 糸の張力 図のように, 質量 1.0kg のお て静止させた。 このとき, おもりが受ける ただし, 重力加速度の大きさを9.8m/s2 と [知識 59. ばねの弾性力 自然の長さ 0.200mの軽 さが 0.240mになった。 重力加速度の大きさ (1) ばねのばね定数を求めよ。 (2) ばねに質量 5.0kgの物体をつるすと, ヒント ばねの弾性力の大きさは, ばねの伸びに上 思考 60. ばねのつりあい 表は,軽いばねにさ おもりをつるし、ばねの自然の長さからの ものである。重力加速度の大きさを9.8m/s 各問に答えよ。 (1)自然の長さからのばねの伸びx[m]を 弾性力 F〔N〕を縦軸にとったグラフを描い (2)

物理基礎の運動の法則の問題です。85の(2)で、加速度が下向きに変化したので、重力、張力の力の他に下向きの力が働く気がするんですけどなぜ働かないのですか。教えていただけると嬉しいです。

重力, そ ってい 重 (2)加速度 1.2m/s2 の等加速度直線運動を 7.0s 間続けているので, 減速し始める直前の速度v は,公式「v=vo+αt」から, ■解説 (1) 糸の張力の大きさをTとすると,図1 物体が受ける力は図1のように示される。鉛直 上向きを正とすると, 運動方程式 「ma=F」は, 5.0×1.2=T-5.0×9.8 T=55 N ,物 (2)物 力である。物体は,力の大きい左向きに運動すると考えられる。左向 きを正として加速度を α 〔m/s2〕 とする。 運動方向の力の成分の和は, 6.0 4.5=1.5N となるので, 運動方程式 「ma=F」は, 3.0xa=1.5 a=0.50m/s2 左向きに 0.50m/s2 85.物体の上げ下ろし (1) 55 N (2) 35 N 02- 物体が受けている力は,重力と糸の張力である。正の向きを定 めて、運動方向の力の成分の和を求め, 運動方程式を立てる。 (2) 速度 の変化から加速度を求め, 運動方程式を用いて計算する。 2.5N 「 正の向き 大きさは は、エレー が大き 6.0N 4.5N 平 が静止 ① 方向 。 物 各問 T〔N〕 1.2m/s2 運動方向の力の成分の 和は, T-5.0×9.8 〔N〕 である。 出すた 介 えよ。 5.0×9.8N 図2 T'〔N〕 2.8m/s2 るが, v=0+1.2×7.0=8.4m/s ↓ 静止するまでに減速した時間は 3.0sなので, 5.0×9.8N その間の加速度αは, a= 0-8.4 3.0 == -2.8m/s2 糸の張力の大きさを T' とし,鉛直上向きを正とすると(図2),運動 運動方程式を立てる際 の正の向きは,初速度の 向きにとることが多い。 また, 上向きの張力を加 えていても、重力よりも 小さいとき,加速度は下 向きとなる。 8.0kg する 張力の 53 53 50と 止し 物体か

まるで囲った図の重力の分解で重力とy方向に分解した力との間の角がなぜθになるかわかりません。 教えてもらえると嬉しいです。

問題 66 68 鉛直方向: Tsin60° + Tzsin30°-10=0 (2) おもりが受ける力は,図2のようになる。 力のつりあいから 水平方向: Tacos 30°Tcos60°=0 Tsin 60° TA ③ T2sin 30° ...4 T. 60° 30° 式 ③から, Ticos 60° T2cos 30° √3 2 T₂-2 T₁ =0 T=√3T2 ...⑤ 解説(1) 物体は, 重力, 垂直抗力, 弾性力を受け,それらの力はつ りあっている(図)。 弾性力をFとすると, 斜面に平行な方向での力の つりあいから, 垂直抗力 mgsin 0- F-mgsin0=0 F=mgsin0 式④から, 図2 10N √3 T₂ 2 -T₁+ 2 -10=0 mgsino x k これに式 ⑤を代入して、 √√√37₂+-10=0 T2 (2) ばねの縮みをxとする。 (1) の結果を用いて, フックの法則 「F=kx」 から, kx=mgsino 67.2物体のつりあい mg 2=5.0N 2 解答 したがって T=√3T2=1.73×5.0=8.65N 8.7N (1) mg 2 m (2) 2 (3) おもりが受ける力は, 図3のようになる。 力のつりあいから, 水平方向: T2- Tsin45°=0.⑥ T₁ Ticos 45° T₁ 鉛直方向: T, cos 45°-10=0.⑦ 式⑦から, 1-10=0 √2 T=10√2=10×1.41=14.1N 式⑥から, 45° 45°mans 484177₁sin45° T₂ 14 N T₁ T2- -= 0 T₁ 10/2 Tz= = √2 √2 -=10N 【別解】 (1) 図4のよ うに, T., T2の合力と重 力はつりあっている。 し たがって, 0-8001-21+ 指針 台車が受ける力を図示し, それらを斜面に平行な方向と垂直な 方向に分け, 平行な方向での力のつりあいを考える。 なお, 軽い糸は, その両端につながれた台車, おもりに同じ大きさの力をおよぼしている。 解説 (1) 糸の張力の大き さをT とすると, 台車, おも りが受ける力は,図のように 示される。 重力の斜面に平行 な方向の成分は, mgsin 30° であり,その方向での力のつ りあいから, 垂直抗力 T \T_ mgsin30° 4300 Mg mg cos 30° 30° mg 斜面に垂直な方向では. 台車が受ける重力の成分 と、 垂直抗力がつりあっ ている。 糸の張力を求め るには,斜面に垂直な方 向での力のつりあいの を立てる必要はない。 別解】 (1) 直角三角形 この辺の長さの比を利用 て、 重力の斜面に平行 方向の成分 (W) を求 ることもできる。 合力 ① 力①合力( T-mgsin30°=0 T=mgsin30°= mg W. 30° T IXPA 2 み 60° 60° Tz T=T2=10N 3 \30② 160° ② F① 45° (2) おもりが受ける糸の張力の大きさは,台車が受ける張力に等しい。 おもりの質量をMとすると, おもりが受ける力のつりあいから, ② <30° mg ① (2) 図5のように,T, T-Mg=0 Mg=T= mg 2 M= T2 の合力と重力はつり T₂ m 2 mg: Wx=2:1 mg あっている。 68. 弾性力と垂直抗力 Wx= 2 T=10x1 √3 × 図410N 図510N 8JJY 図6 V10N =5.0√3 =5.0×1.73=8.65N 8.7N 7-10x=5.0N (3) 図6のように, T., T2 の合力と重力はつりあっている。 T=10×√2 =10×1.41=14.1N 14N T2=10N 66. 斜面上での力のつりあい 解答 (1) mgsin0 (2) mgsind k 指針 物体が受ける力はつりあっており、斜面に平行な方向について, つりあいの式を立てる。 (1)~(3) それぞれ三 角形の辺の長さの比を利 用して求めている。 解答 (1) 1.0×102N/m (2) 10kg (3) 49N 指針 (1) フックの法則を用いる。 (2) おもりが受ける重力の斜面に 平行な方向の成分と, ばねの弾性力とのつりあいから おもりの質量を 求める。 (3) ばねの伸びは (2) のときと同じなので, 弾性力は変わらない。 弾性力と,重力,垂直抗力のつりあいの式を立てる。 解説(1) ばね定数をkとすると,フックの法則 「F=kx」 から, 10=kx0.10 k=1.0×10°N/m (2) おもりは箱の右側の内壁にちょうど接しており、右側の内壁から は垂直抗力を受けない。 おもりが受ける力は、 図1のように示される。 ばねの弾性力 F は, 「F=kx」 から, F=(1.0×102) x 0.49=49N おもりの質量をm とすると, おもりが受ける斜面に平行な方向の力 のつりあいから, 49-m×9.8sin30°=0 m=10kg ◎問題文では,ぱ びの単位が cm で れているので,m てフックの法則を F[N] 000000 図1 mx 30° 30° mx9 √3 (2) 別解 (2) 直角三角形の辺の長さの比を利用して, 重力の斜面に 平行な方向の成分 (Wx) を求めることもできる(図2)。 図2 (1 mx 42

3番の問題です。 左右に10Nの力を加えているのに解説の式では10Nしか表されないのは何故ですか？左右それぞれ10Nずつ考えなくて良いのですか？ また、モーメントって0じゃないのですか？

を求めよ。+ M (1) (2) (3) COO A 2N 3 半径20cmのハンドルの左右に図のように10Nの力を加えたとき の偶力のモーメントM [N･m] を求めよ。 反時計回りを正とする。 1mB 3N 10 N 10 NV 4 質量 2.0kg と 3.0kgの球 A,Bを軽い棒で結んだら,それ 2.0kg ぞれの中心間の距離が40cmであった。 図のようにx軸を 3.0kg A B