キの問題なんですが、電位は無限遠基準で金属球内部では電位が等しいからbじゃなくてc点での電位を考えるべきだと思ったんですが答えはbでした。教えて欲しいです

W 86 13 静電気力と電場 105.〈帯電した導体がつくる電場〉 次の文中の に適切な数式または数値を入れよ。 ただし, 数式は, ko, a, bxQq のうち必要なものを用いて答えよ。 ガウスの法則によると, 任意の閉曲 面を貫く電気力線の密度は電場の強さ に等しい。 例えば, 真空中で点電荷を 中心とする半径rの球面を仮定して考 えれば,点電荷から出る電気力線の本 数を球の表面積でわった値が球面にお ける電場の強さとなる。 そのため,電 金属球 M Q -a- 図1 なぜここ電場ない 金属球殻 N Q 図2 0,0 N M 図3 気量g (g>0) の点電荷から出る電気力線の本数nは,真空中でのクーロンの法則の比例定数 ko を用いて, n=アと書ける。 図1のように,真空中に半径αの金属球Mがあり, Q(Q>0) の電気量をもつように帯電さ せた。金属球Mの中心Oから距離xだけ離れた点における電場の強さE,電位Vについて考 える。 ただし, 電位Vは無限遠方を基準とする。 xa のときは,金属球Mから出る電気力線は金属球Mの中心から放射状に広がると考 えられるため、電場の強さEは,E=イとわかる。 また、 その点の電位Vは, V=ウである。 また, x<a のときは,導体内部の電位は導体表面の電位と等しく, 導体内部に電気力線 が生じないことから,E= エ,V=オとなる。 図2のように,内半径 6, 外半径cの金属球殻Nがあり, -Qの電気量をもつように帯電 させた。このとき, 金属球殻Nが球殻内部の真空の空間につくる電場は,内部に発生する電 気力線のようすを考えると0である。 次に,図3のように, 真空中で, 金属球殻Nで金属球Mを囲い, 金属球殻Nの中心 O' が金 属球Mの中心Oに一致するように配置した。 ただし, a<b<c であり,金属球Mの電気量は Q,金属球殻Nの電気量はQのままであるとする。 このとき, 中心Oから距離 x(a<x<b) だけ離れた点における電場の強さ E' は,金属球 M, 金属球殻Nがそれぞれ単 独でつくる電場を足しあわせた合成電場の強さであるので,E'=カである。また,金 属球殻Nに対する金属球Mの電位 VNM は,金属球殻Nの内部には電気力線は生じないので VNM=キである。 金属球Mと金属球殻Nは,電位差 VNM を与えればQ の電気量が蓄えられるコンデンサー とみなすことができる。このコンデンサーの電気容量Cは,C 無限基準やから である。 Cとこの電位が のものとこの電位じゃないん? [20 関西大 ] 秘解

(2)がRとQにおける電場の強さが大きいのはどちらかという問題なのですが、電位の傾きってどこを指すのですか？

ここがポイント (1)電気力線は等電位面と直交し電位の高い側から低い側に向かう。 (2)等電位面の間隔が密な所ほど電場は強い。 (1)等電位線と直交する曲線を描き, 矢印は高電位側から低電位側に向か うようにつける (次図)。 y[m] (V) 1 11 A B 10 -0.5- R 19 √x (m) 1.0 0.5 0.5 1.0 -0.5 8x7 Mc 1 遠方に置かれた正電荷 によって金属板の表面には負 電荷が現れる。 したがって、 金属板の位置が電気力線の端 となる。 6 (2) ER> EQ M1234 5 電場は、 電位の傾きが大きいほど強い。 QおよびR の付近で等電位線の 間隔を比較すると, R のほうが密であり,電位の傾きが大きいから。 内

この問題の熱量の求め方教えてください 式に当てはめても答えにならないです😭

13 100V 400Wの電熱器を3時間使用したとき、 電力量 W [kW ・ h〕 および発生した熱量 [MJ] を求めなさい。 (各3点) H= I²Rt P= IV 400-1007 I = 4 A W = 400x3 = 1200 (Wid] (Equin] = 4.32MJ

なぜマイナスからプラス方向なのに電位がプラスなのですか

(2) 点Qにおける電場の強さEQと点における 電場の強さER では,どちらが大きいか。 また. その考えの根拠も示せ。 -0.5 M 1 2 3 4 5 3570 電荷を運ぶ仕事 次の文中の | に適当な用語,数式,または数値を入れよ。 強さE[N/C]の一様な電場中において,電気量 q [C] の電荷が電場の向きに距離d [m] だけ進むと,電荷が電場から受ける仕事は W=ア [J] となる。 右図の破線は固定された正, 負等量の電荷のまわりの 2.0V ごとの イ を表している。 3.0×10-°C の正電 荷をAからDまで実線の経路にそってゆっくりと運ぶと き, 外力がする仕事は, A→Bの区間でウ J, B→ Cの区間でエ J,C→Dの区間でオJである。 [熊本大改〕例題 72 B C D

(3)の解き方について、 いや、(1)と(2)を利用しろ！！と思うかもなのですが、我流でやってみたかったのでやってみた結果間違いました。 これ分母に2がつくのはなぜですか？

発展例題 38 極板間にはたらく力 4x 電気容量 C,極板間隔dの平行板コンデンサーがある。両極板 には, ±Qの電荷がたくわえられている。極板間の電場は一様で あるとして,次の各問に答えよ。 (1) コンデンサーがたくわえている静電エネルギーを求めよ。 指針 極板を引きはなす仕事の分だけ, コ ンデンサーの静電エネルギーは増加する。 また, 引きはなす力と極板間の引力の大きさは等しい。 解説 (1) 静電エネルギーをひとして, U=- 2C 2) 極板を引きはなした後の電気容量を C' とす る。 電気容量は,極板間隔に反比例するので, C'=- -Q (2) 極板間の距離をゆっくりと⊿x引きはなしたときの静電エネルギーを求めよ。 (3) 極板間にはたらく引力の大きさを求めよ。 d d+4x U'は, -Cとなる。 求める静電エネルギー U'=- 2C' = d Q² (d+4x) 2Cd 発展問題 473 Q24x 2Cd +Q (3) 極板を引きはなす力の大きさをFとする。 この力がする仕事 F⊿x は,静電エネルギーの 増加分 U'-Uに等しい。 FAx=U'-U= 2Cd 極板間の引力の大きさは,極板を引きはなす ときに加える力の大きさFと等しい。 (注) 真空の誘電率を ε, 極板の面積をSとする。 C = [S/d から, Cd=Sであり、力の大きさ Q2/(2Cd) はQ2/(2S) と表される。 Q, S, & は極板間隔が変化しても一定であるから,極板 間の引力は一定となる。 F=

(4)のd以下という答えになるのはなぜですか😭 xが何を表しているかも分かりません。 ちなみに振動の中心はl-dです

床に固定された,自然長1, ばね定数kのばね に、質量Mの薄い台Qを取り付け, その上に質量 mの小さなおもりPをのせ静止させた。そして, 台を押し下げ, 静かに放したところ, 全体は運動 を始めた。重力加速度をgとし, 床を原点として, 鉛直上向きに x軸をとる。 (1) 初めの静止位置で, ばねの自然長からの縮み dを求めよ。 (2) おもりPをのせて上昇運動している台Qの座標がxのとき,Pが Qから受ける垂直抗力をNとし, 加速度をαとして, PとQの運動 方程式をそれぞれ書け。 (3) PとQが一体となって単振動をする場合の振動の中心座標と周期 を求めよ。 (4) PとQが一体となって単振動を行うためには, 初めの静止位置か ら押し下げる距離をいくら以下にしておく必要があるか。 (5) 初めの静止位置から台を2d だけ押し下げ静かに放す。 Pが達す る最高点の床からの高さを1とdで表せ。 また, Pが離れた後の、 Qの単振動の振幅をd, m, M で表せ。 ma-mg(静岡大) 0 P

質問です。どうして音波の振動が２倍になりますか

問3 弦の振動 うなり] ちょうりょく せんみつど 次の図のように, 一定の張力 F〔N〕 で張った線密度 (line density) 〔kg/m] の弦がある。 支柱 A,Bの距離を1〔m〕 にして, 弦の中央をはじくと基本振動 (fundamental vibration)を生じた。 ① しんどうすう (1) このとき, 弦の振動数 (frequency) は何Hzか。 正しいものを、次の①~④ の 中から1つ選びなさい。 1 F INO A (2) B 21 √ F F 21 V P おん ば 音波を発するが, この音波の 問4 [音 2点A f [Hz] とき, いじょう (1)

下の2枚の写真の固有振動って同じ意味ですか？？

link C 共振・共鳴 Webサイト ①固有振動と共振共鳴 ブランコがゆれるとき, 振れ幅が小さければ その周期は振れ幅によらず, ブランコに固有の一定の値になる。 一般に, 振動する物体(振動体)を自由に振動させたときの振動を固有振動とい い,そのときの振動数を 固有振動数 という。 normal modes [harmonics] natural frequency [harmonic] ブランコに乗った人を後ろから押してゆらすとき, 押す人が不規則な タイミングで力を加えてもブランコはなかなか大きくゆれない。しかし, ブランコの固有振動にあわせて周期的に力を加えると、ほんのわずかな 力でブランコを大きくゆらすことができる。 同様に、振動体にその固有 振動数と同じ振動数で力を加えると,小さな力でも大きく振動する。 こ のような現象を共振 または共鳴という。 resonance resonance 糸とおもりで振り子をつくり、共振のようすを観察してみよう。 実験 20 共鳴は,共振と同じ意味で用いられる。 音波に関する場合には共鳴を用いることが多い。 15 20

物理の波の振動の問題です。(2)はなぜ音波の振動数は弦の２倍ですか。解答解説を見てもわからないのでもっと具体的な解説がほしいです。🙏🙏

-0.2 速度0になるのは,変位の大きさが最大である点であ る。 したがって 求める点の位置はx=3または9である。 問3 [弦の振動 うなり] 解答 (1) 3 (2) (3 (3) (4 解説 ALERI (1) このとき, 弦の波の波長は21であり,弦を伝わる F 横波の速さは、 v= ✓ 〔m/s] である。 したがって、求める振動数fは, V 1 [Hz] 21 21 V P f= = (2) 弦の振動数と発生する音波の振動数との違いに注意 する。 弦が1回振動する間に音波を2波長分発生する ので,音波の振動数は 2fo [Hz] である。 (3) (1) の状態のとき, おんさの振動数は 2f +3 または 2fo-3である。 張力Fを増していくと, (1) の結果から弦の振動数 は大きくなるので, 弦が発する音波の振動数 2f も大 きくなる。 35 また,この後、うなりの回数が(1) の場合より減るこ とから, 弦の発する音波の振動数とおんさの発する音 波の振動数の差が小さくなることがわかる。 したがっ て, おんさの振動数は2fo+3[Hz] である。 弦を伝わる と 波の速さ v= F は弦の張 v=- F M=& うなりの回 f=lf_ 入 T sol 1404 MNO ya Uzach TANS

5番が分からないので教えて欲しいです！

図のように、天井からつるされた滑車に軽いひもを通し、 両端におもりABCをつる た物体AB間に働く張力をT、物体BC間に働く張力をTっ、 物体A, B, Cの質量を それぞれM, m, maとし、M<mi+maとして以下の間に答えよ。 1.物体Aの運動方程式をたてよ。 MosFI! Mae Ti -hg 0 2.物体Bの運動方程式をたてよ。 イ T。 B war Fiy A Te mia- Tな tル1ーて、 3.物体Cの運動方程式をたてよ。 11-C ma= F1り ma az ミトターた 4.物体に生じる加速度の大きさはいくらか。 Ma'z ThMg hia と Te bg-t mza = mog- 73 w-)? MathiaィかっのニーMgてig マクg (a= mitm,ーM M+mi+m2 g ) a(MYWtMe)こーMイmThma)g. mit ma- M 9- M1hiて mg (T,= 2M(mi+ma) M+mi+mz 5.物体AB間に働く張力T」の大きさはくらか。 OEQに代入 Mimit ms- M Hてcmt hms f 1,-Mg g Mi lait me しイレmー m シ Mtmiths 1ie Mgr Mrre ma-M Mim1。 6.物体BC間に働く張力T2の大きさはいくらか。 2 Mmz (Tz= M+mi+mz ③ を③に付> 24m2 az. mitmzーM Mtmitrz 12 MImitme 「m2' ghg-Te (MHimit hmz mitla2-M 44 Tz= mo Ktmiths 4zmitmo