電磁気の問題で、問2がわかりません… 磁場の向きは左で、コイルの電流は右なのでフレミング使えない…？？

物理 となる。おもりが静止しているので、力のつりあいから、おもり個の重さは に等しく、 "'Nとなる。 実験では、希につけた印の位置を利用してんを求める。 また、周期はゴ み栓が数十回転する時間をストップウォッチで測り、その時間を回転した回数で 割って求める。 実際の値は, 2-5に示した のように分布する。 図2-4のグラフは、開定された各周期の平均値から得られた値を示したもので ある。 各測定値には差があるので、 測定を複数回行い平均する必要がある。 L[m] L' (m) 0.20 0.40 0.60 0.040 0.160 0,360 W (個) 20 9 4 L2N (m²) 1.44 1,44 1.44 分子の運動エネルギーので U-NK NXT NRT 容器の内面に弾性をするものとして、圧力は、 から受ける単位時間あたりの力を容器の内面 る。 7 正解 ①③(順不同) 本の分子の運動エネルギーの平均値下 ANA 1.8- ANA 10 14 1 1.6 LA [12] (°) 0.8 GA 0.24g 0.4 0.4 することがわかる。 図2-8は、 をとっ 0.2 [補足] とは独立した量であるが、NとLをうまく組み合わせることにより、 Sがに依存する場合について考察することができる。 表1に示したとNの 組み合わせについては 反比例する。 距離の2乗に反比例する力の例として、万有引力がある。 太陽からはたらく万 有引力による惑星の運動では、ケプラーの法則が成り立つ。 星の運動を等 円運動とするなら、 公転周期の2乗は円の半径の3乗に比例する。 この実験では8がに反比例すると、 速度は、 mが小さいほどは大きい。 は、 物理 20.21 N-30 0.2- 0.2 04 0.6 08 n 0.4 0.6 0.8 (m) (mm) 24 図2-5 たグラフである。 直線グラフで示されている。 N9の測定値は、 のものであるから、0.40㎡を用いて計算すると、 9, 36の場合 が,N4, 0.16 0.12. 0.40mm) N-30 0.08 (0.40m) 封入した気体の質量 Nm が小さいほどは> 問4 14 15 正解 ④(順不同) おもり1個の質量をmとする。 おもりの個数がNの 73 0.40 -0.16m³/s² 0.04 となる。 00204 0.6 0.8 1 1.2 14 16 7 (6) 12-8 おもりにはたらく 力のつりあいにより、張力の大きさは 8 Nmig である。式により、 4'mNmig animhx mg となる。 コイルを流れる このを、次の①~ T- に比例するので、"をとると、その関係を表すグ ラフは直線になる(図2-6)。 また、丸の周辺の平方根をとると、 An'mk 図2-6 となりに比例する。 よって をとると、その N √N 関係を表すグラフも直線になる (12-7)。 適当である。 5 16 正解 L、N, およびNNのをまとめると、次ページの表のよ これより、L'N=1.44m² となり、 反比例することがわかる。 また、8Nに比例するので、はに反比例する。を定数として をさせる力 転をさせる力 転をさせる力 ■をさせる力 とする。 ③より。 物理 における これらの大小 4x'm となる。 は定であるから、はに比例する。 問2 18 正解 ② 円形コイルに流れる電流の大きさを。とする。 3-2のようにこの きは円形コイルの接線方向、 時計回りの向きである。 円形コイルの点Bの微小部分を流れる電流が場から受ける力の向きは、フレ ミングの左手の法則により、直にからの向きである。 同様に3-2 のACより上側の部分に流れる電流が磁場から受ける力の向きは、全て垂直に 表から裏の向きである。 一方、円形コイルの点Dの微小部分を流れる電流が磁場から受ける力の向きは、 フレミングの左手の法則により、面に裏から表の向きである。同様に、 3-2のACより下側の部分に流れる電流が磁場から受ける力の向きは、全て祇園 垂直に裏から表の向きである。これらの力の合力は、円形コイルをACを回転 して、Dが表側に移動するような回転をさせる力となる。 3 19 正解 ④ 20 正解 6 十分に長いソレノイド(巻きNのコイル) の内部に生じる磁束密度の大き をBとすると、 B である(図3-3)。 ソレノイドの内部では磁束密度は一様であるので、 コイル1巻 を貫く は、 ポイント 円運動 運動の半角度の大きさをとして 物体の質量を向心力の大きさをとして 運動方程式の中心方向成分P または F 第3問 電磁気 がつくる磁場。 電流が磁場から受ける力, コイルの自己誘導について 電磁 気の法則の理解と運用力をみる問題。 27 0 1 17 正解 直線電流がつくる磁場の向きは、有ねじの法則によって決まる。つまり、電 向きを右ねじが進む向きとしたとき、磁場の向きは右ねじが回る向きである。 直線 電 から距離の点においては、その場の強さは、 HA ギーとは、 単位 「条件により、 これより、 から低いエネルギーと、 放出される光の光子のエネルギー も短い。その波長をとすると、 bd 電流 となる。 3-1に 場の向きは、力 !がつくるのを示す。 10- の接線方向右ねじがまわる向きである。 図3-1 01 < 2 のとき V₁-11-10 ※2fp < Agのとき V20 4 8g のとき 6- 図3-2 となり、それぞれ, 2 これらの大小関係はVV における自己誘導起電力の大きさである。 よって V」である。 421 正解 ② 22 正解 0.23 正解 ① スイッチSを閉じた直後はコイルを流れる電流は0であるから, 回路 に流れる電流は、図 3-5 のようになる。このとき、キルヒホッフの第 2法則により電流を求めると Ri+n=Vo Vo i = R + T 図3-5 図3-3 となる。 コイルに生じる自己誘導起電力の大きさ V は, 抵抗にかかる電 圧に等しいので、 RiERVo

(2)の問題です。Tを2π/ωと置いてから移項して求めました。使った記号は全て問題文に表記してありますが不正解でした。なぜ不正解なのか教えて頂きたいです。

M 90 万有引力とケプラーの法則 質量m の惑星が, 質量 M の 太陽を中心とした半径rの円軌道上を, 角速度 ω で等速円運動 しているとする。 万有引力定数をGとする。 惑星 m (1) 惑星について運動方程式を書け。 r 太陽 (2) 惑星の公転周期をTとしてT=ky3 (k: 定数) と表すとき, このんを求めよ。円 M M

惑星について質問です。太陽と惑星の平均距離とはなんでしょうか？

問２〜5までの解き方を教えて欲しいです。 お願いします。

て ④ である。 問2 太陽から近日点までの距離を その点での惑星の速さを V 太陽から遠日点までの距 離を 1 2 その点での惑星の速さとして、 遠日点での惑星の速さを求めよ。 問3 太陽のまわりをまわる惑星の公転軌道の半長軸が、 地球の9.0倍であったとする。 地球 の公転周期を1.0年とすると、 この惑星の公転周期は何年か。 問4 質量が 5.0kgと2.0kgの2物体を、3.0m だけはなして置いたとき、この2物体間には たらく万有引力の大きさは何Nか。 ただし、万有引力程数を6.7×10-11 N・m²/kg²とす る。 問5 質量が 3.2kgの物体が地球表面にあるときの万有引力による位置エネルギーは何Jか。 ただし、 地球の半径を6.4×10m、地球の質量を6.0×10²4kg、万有引力定数を 6.7×10-11N・m²/kg²とし、 無限遠点を万有引力の基準点とする。

【途中計算】【万有引力のケプラー】何度やってもこの問題の途中計算がわかりません

Ale 必解 165 惑星の運動 右図のように,太陽を1つの焦点として, ある惑星が楕円運動をしている。 太陽からこの惑星の近日 点までの距離を遠日点までの距離をとし, 惑星の近 点での速さをv. 遠日点での速さを とする。 また、太 の質量をM, 万有引力定数をGとする。 (1) ケプラーの第2法則より、2,12, 01 を用いて表せ。 (2) 力学的エネルギー保存の法則より v2をG, M.2 」 を用いて表せ。 G.M. チを用いて表せ。 センサ ヒント 165 (3) (1)2)の結果より, を消去する V1 ri - 46, ●太陽 12.

4番の問題です。教えて下さい

1 図のように、地球を中心とする半径rの円軌道上を まわる人工衛星を加速し、 楕円軌道に乗せる運動を考 える。 万有引力定数をG、地球の質量をMとして､ 次の各問に答えよ。 ただし、 万有引力だけを受けて、 地球のまわりを円運動や楕円運動する人工衛星につ いても、惑星の運動に関するケプラーの法則と同じ法 VB 則が成り立つ。 (1) 地球を中心とする半径rの円軌道上をまわる人工衛星の円運動の周期 To を求め 点Aで人工衛星の速さを、 Vo から瞬時に加速して VAにしたところ、人工衛星は 軸とする楕円軌道上を運動し、地球から最も遠ざかった点Bにおける速さは VB で から点Bまでの距離はRであった。 B R- 地 (2) ケプラーの第2法則から、点AとBで面積速度が等しいことを表す式をr, R を用いて示せ。 (3) VA を、 G、M、R、 r を用いて表せ。 (4)R=9r のとき、 楕円軌道上を運動する人工衛星の周期は T の何倍か。 (5)人工衛星を無限遠に到達させる(R) を無限大にする)のに必要なVA の最小値

赤で丸で囲ったgってなぜ−gなのですか？

166 2 近日点 解く! 太陽 太陽の周りを楕円軌道を描いて運動する惑星がある。 太陽からの近日 点の距離がn. 日点の距離がんであるとき､惑星の近日点と遠日点 における公転の速さをそれぞれ求めよ。ただし万有引力定数をG, 太 陽の質量をMとする。 近日点 準備 楕円軌道の典型的な問題です。 近日点, 遠日点とい 橋元流でこう言葉を覚えておきましょう。 Theme 3 Step 2 でも少し触れ ましたが、近日点とは、惑星が太陽にもっとも近づく点 遠日 点とは太陽からもっとも遠ざかる点です。もし、地球の周りを回る人工衛 星なら、近地点、遠地点という言葉を使います。 楕円を描いてみるとわか りますが、近日点と太陽と遠日点を結ぶ線は直線で、楕円の長い方の直径 になっています。 END m 図8-19 M 遠日点 太陽 8-20 遠日点 近日点での惑星の速さをも遠日点での惑星の速さを2として,図に書 き入れると,これらの速度ベクトルは楕円の接線方向なので、 2 はnに対

｢太陽系で最も重い惑星である木星の表面の自由落下加速度は 24.79 m/s² です。木星の半径は 7.1 x 10' km です。木星の質量はなんですか？｣ という問題です。 Fg =G m1・m2/r^2はふたつの物の間に働いてるFgを求める式ですよね？一つだけだと... 続きを読む

3.11 Application The free fall acceleration on the surface of Jupiter, the most massive planet in our solar system, is 24.79 m/s². Jupiter's radius is 7.1 x 104 km. Determine the mass of Jupiter. Fg = G M, M₂ r²

④なんでこうなるか教えて欲しいです🙇‍♀️

解 157 万有引力の法則 質量mの惑星が, 太陽の周りを半径角速度で等速円運動 をしているとする。 次の を埋めよ。 この惑星が太陽から受けている向心力の大きさをFとすると, 円運動の運動方程式 より F=① と表される。 また,この円運動の周期をTとすると,T= ② であ り ケプラーの第3法則より, kを一定値として,T,rの間には, ③ =kの関係が ある。したがって,m, k, r を用いてF を表すと, F=4 となり,mに比例し の2乗に反比例することがわかる。 ここで、 作用・反作用の法則から, 惑星が太陽に引 かれる力と同じ大きさの, 太陽が惑星に引かれる力もあるはずであり,これは太陽の質 4772² 量Mにも比例していると考えられる。 そこで, =GM とおくと, F= ⑤ となる。 k ニュートンは、 太陽と惑星との間に限らず, あらゆる2つの物体の間には⑤で表さ れる引力がはたらくと考え、この力を万有引力とよんだ。 センサー 45

画像の問題の回答教えていただきたいです😿

題 1 次の文章を読み に適する数式を入れ, [ に適する語句または文章を入れよ。 ほぼ50年前に, 人工衛星の打ち上げに初めて成 功して以来, 人類は月面着陸さらに火星探査に成 功するまでに至ったが, 300年も前にニュートンは すでに人工衛星の可能性を予言していた。 ニュートンが予言したような地球のまわりを まわる人工衛星について考えてみよう。 ただし、地球を半径R,質量Mの一様な球と みなし, 地球と人工衛星以外の天体の影響, 地球の自転と公転および大気の影響は無視 する｡ 地表での重力加速度の大きさg は, M, R と万有引力定数Gを用いて,g=ア と表される。 いま, 地表から打ち上げられた質量 mo の物体が, 半径 α, 速さの円運動をする 人工衛星になった。 この衛星にはたらく円運動の加速度は万有引力によって生じるの で,その関係式はイと表される。 これより速さはv=ウ となり,この円運動 の周期T は, G, M, a によって,T=エと表される。円軌道を描く人工衛星のカ 学的エネルギーは、(イ) を用いて G, M, mo, a によって,オと表される。 ただ し,万有引力が0になる無限遠点を位置エネルギーの基準点にとる。 円軌道上の点Aで,衛星中の質量m' の部分が,衛星の進む方向と逆向きに相対速 度V(Vは正) で衛星から瞬間的に分離された。 分離直後, 衛星の残りの部分は質量が m=mom'となり, 速さがv からに増加し, 図のように地球の中心を焦点とす るだ円軌道を描くようになった。 質量m'の部分の速さはva-Vとなる。 ただし,分 離直前の衛星の速度の向きを正とする。分離前後で運動量が保存されるとして, その保 存則は,mo, m', m, Vo, va, V を用いてカで表される｡ B UB VA -b A 地球の中心よりだ円軌道の近地点Aまでの距離はαである。 遠地点Bまでの距離を b とする。惑星の運動に関するキ]の第2法則を人工衛星に適用すると, 地球の中 心と衛星とを結ぶ線分(動径) が,単位時間当たりに描く面積は一定である。 近地点Aで の面積速度は 12/24v』であるから,遠地点 B での速度vgは,a,b, vaを用いて, - UB=ク と表される。 だ円軌道上では、力学的エネルギーは運動エネルギーと万有 引力による位置エネルギーの和であり保存されるから, 点A と点 B での力学的エネル ギーが等しいことは, G, M, m, va, UB, a, b を用いて,ケで表される。 (ウ), (ク),(ケ)より, a, b を用いて, "=| | XVO, UB=サ となる。 人工衛星が図のようなだ円軌道を描くためには,点Aでの力学的エネルギーが負で あればよいので, v = (ウ) を考慮すれば, "A<シ xv となる。これと (カ) より, Vの上限は, mo, m' を用いて, ス となる。 (コ)×vo の式を変形して, 6 (人工衛星の到達距離) を vo, va, a を用いて表す。 この式を用いて,vAが(シ)×vに限りなく近づくと,人工衛星の最大到達距離はどう なるかを述べよ。〔セ]