この問題では見かけの重力加速度を使っていますが，どのような思考を経て見かけの重力加速度を使うと思いつけばいいですか？ また，見かけの重力加速度を用いずに，この問題を解くことができますか？

44 丸 . >12 静電気 円運動 水平方向にx軸,鉛直方向にy軸をと り,大きさの一様な電場 (電界) が水 平方向(+x方向)にかかっている。 長さ この糸の一端を原点Oに固定し,他端に 質量mで正電荷Qをもつ小球をつけた。 重力加速度を⑨とする。 (1) 小球は鉛直方向と60°の角度をなす 図の位置Aでつり合った。 Eをm, g, Qで表せ。 3 E 60° 0 (2)点Aで静止していた小球を, 糸を張ったまま, 0の鉛直下方の位 Bまでゆっくり移動させた。 要した仕事 W を mg,l で表せ。 (3) そして, 位置Bで小球を静かに放した。 (ア) 小球が点Aを通過するとき,その速さをgと1で,糸の張力 Sをmとで表せ。 (イ) 小球が点Aを通過し, 最高点に達したとき,その座標を1で表 せ。 (4) 次に、糸を張ったまま, 小球を点Aから少しずらして放した。 小 球の振動周期をg, l で表せ。 (5)最後に,点Aで静止する小球に, 糸に垂直な方向の初速を与えた ら,小球は点0を中心として, xy平面内で一回転した。 必要な初速 の最小値vo をg.lで表せ。 ( 熊本大) 10.0 vel (1),(2)(3)~(5)★

(1)や(4)の力の向きなどが分からないので図とかで説明して欲しいです

きさは 122. 〈一様な磁場内の荷電粒子の運動〉 真空中にx軸, y 軸, z軸をとる。 図1のように xy平面を紙面上 にとると,軸の正の向きは紙面に垂直で,裏から表への向きとな る。y軸の正の向きに磁束密度の大きさ B[T] の一様な磁場が存在 する。この磁場中における, 質量m[kg], 電気量 Q [C] (Q>0) の 荷電粒子Aの運動を考える。 重力の影響はないものとして,次の問 いに答えよ。 図 1 荷電粒子Aを原点Oからx軸の正の向きに初速度の大きさ” [m/s] で打ち出したところ 荷電粒子Aは円運動を行った。 (1) 原点Oから打ち出された直後の荷電粒子Aが磁場から受ける力の大きさを,m, Q, B, u のうち必要なものを用いて表せ。 また, その向きを答えよ。 (2) 荷電粒子Aの円運動の ① ② 3 Z4 4 ZA 軌跡を表す図として最も 適切なものを,図2の① ~④から1つ選べ。 ただ し、 図2の軌跡にそえた 矢印は荷電粒子Aの運動 x x 図2 の向きを表している。 また, 図2の①,②では,軸は紙面に垂直で, 裏から表の向きを正 の向きとしている。 図2の③ ④ では, y軸は紙面に垂直で、表から裏の向きを正の向き としている。 (3)荷電粒子Aの円運動の半径および周期を,m, Q, B, ひのうち必要なものを用いてそれぞ れ表せ。

（1）（b）についてです。 この運動はなぜ単振動をしているとみなせるんですか？θ0が十分に小さい→z座標が変化しない ってことですか？

1. 〈半塚内での物体の円運動〉 内半径R の半球が,図1のように切り口を水平にして固定 されている。 座標軸は、 半球の中心を原点とし, z軸を鉛直 方向に, xy平面を半球の切り口にとる。 この半球の内面に接 して運動する質量 mの小球について考える。ただし,小球と 半球の内面との間の摩擦および小球の大きさは無視できるもの とする。重力加速度の大きさをとして,次の問いに答えよ。 (1) 図2のように、小球が半球の内面に接して xz 平面内を運動 する場合を考える。 (a)z軸となす角度が 9 の位置から小球を静かにはなすとき, 角度0の位置における小球の速さひおよび加速度の進行 方向成分αの大きさを,R,m,g, 0, 0 の中から必要な ものを用いて表せ。 (b) 0 が十分小さいとき 往復運動の周期 T を R,m, gの 中から必要なものを用いて表せ。 なお、この場合, sin0≒0 が成りたっているものとする。 x 小球 om |半球 図 1 AZ R R 0 x 00 m 図2

常にZ軸に向かうということが解説を読んでもわかりません💦教えてください🙇

例題 2.2 螺旋運動 (3 次元運動) 位置r= (x,y,z) が時間の関数として x= Rcoswt y = Rsin wt z = Vt により与えられる物体は,z-軸を中心軸とする半径 R の螺旋軌道を描く。速度と加速度を求 め,加速度が xy-平面に平行で,常に z-軸に向かうことを示せ. [解答] 速度v= (x,y,z)と加速度 a = (a,ay,az) は,微分を用いて次のように求めら れる. vx=i=-Rw sin wt vy=y=Rwcoswt Vz = = i =V ax=ix=-Rw2 coswt ay=iy=-Rw2 sin wt az=iz=0 Z 物体の描く軌道と速度と加速度の様子は,図のようになる. 加速 度の成分が0なので, 加速度はry- 平面に平行である. 次に, xy-平面に平行かつ=Vt で 2-軸と垂直に交わる平面 を考える. これまでの説明でわかる通り, 加速度ベクトルαはこ の平面上にある.この平面上での物体の位置rry=(x,y) と加速度 X V Y

赤線が引いてあるところなのですが、なぜatになるのかわかりません。どんな計算？みたいなことをしたら出るのか教えてほしいです🙇🏻‍♀️

(導出) u ひ vo 傾き交う vot 図より、 ①u=90at? 1 0 t ここがなぜakという 長さになるかわかりません。 2 A² = x² <D² 2 T [² = a²-t² = (art) (a-t). 2 2 3 √x 22:53 + x2=4-3.

これはy軸方向にらせん運動をしていますか？ 25番はローレンツ力が速度成分に垂直だから0という事で合ってますか？ 図を書いて教えて頂きたいです🙇‍♀️

B 図4のように, 真空中で互いに直交する x, y, z軸をとり, z軸の正の向きに 磁束密度の大きさ B の一様な磁場を加える。 そして原点0から,質量 m,電気 量 -e (e>0) の電子を, xz 平面内で,x軸と角度0をなす向きに,速さ”で打ち 出した。 ただし, 重力の影響は無視できるものとする。 B↑ 2 電子 10 V x 図 4 z軸の正の位置から見ると, 電子はxy平面内で等速円運動を行っているよう に見える。 問3 このとき, 電子が磁場から受ける力の大きさと, 電子が xy 平面内で描く 軌道を破線で表す図の組合せとして最も適当なものを,後の①~⑥のうちか ら一つ選べ。 ただし, 軌道は, 図5の(a),(b)のうちから選ぶものとする。 23 図5 (b) VA

(7)の答えが4になる理由がわかりません。 教えてください！

問4 次の文章中の空欄 7 8 に入れる語句または式として最も適 当なものを、それぞれの直後で囲んだ選択肢のうちから一つずつ AY 選べ。 水平でなめらかなxy平面上のx>0の領域に, 1辺の長さがⓐで1巻き の正方形の軽いコイルを置く。 コイルは変形せず,コイルの一つの辺には小 さくて軽い直流電源が取り付けられている。 図5のように,長さLの軽く て伸び縮みしない絶縁体のひもの一端をx軸の原点Oに固定し,ひもの他 端をコイルの一つの辺の中点Pに付ける。xy平面を含む空間において,磁 東密度の大きさBが比例定数6 (b > 0) を用いて B = bx と表される磁場 (磁 界)をx>0の領域に加えたところ、コイルに流れる電流が磁場から力を受 けて,x軸上でひもが張った状態でコイルは静止した。 このとき,コイルの 各辺はx軸, y 軸のいずれかに平行で, コイルには大きさの電流が図中の矢 印の向きに流れていた。 ただし, コイルに流れる電流による磁場の影響は無 視できるものとする。 ひもが張ってコイルが静止したことから,加えた磁場の向きは, ①xy 平面に平行で、y軸の正の向き xy 平面に平行で, y 軸の負の向き 7 ③ xy平面に垂直で、紙面の表から裏に向かう向き ④ xy 平面に垂直で、紙面の裏から表に向かう向き であるこ とがわかり、ひもが点Pでコイルを引く力の大きさは、 ① Iba ② Iba(2L+α) 8 である。 Iba (2L-a) ④ 2IbaL YA 2 B 直流電源 コイル ひも P L 図5 a a x

問題には直接関係ないのですが、B→Cの反応が等温変化なのにグラフが直線なのはなぜですか？ 等温変化のときは曲線だと覚えていたので違和感があります...

262 ここがポイント 理想気体の状態方程式は、気体の圧力を、体積をV,物質量をn, 気体定数を R, 絶対温度をTと すればV=nRT である。 特に,単原子分子であれば、その気体の内部エネルギーは U=12nRT=123Dで与えられる。 解答 (1) グラフより pv=pc なので, pc を求めればよい。B→Cは等温変化で あるから, ボイルの法則を B, Cに適用して pcx(10×10-2)=(2.0×105)×(5.0×10-2) pc=pv=1.0×10 Pa また,状態方程式を用いて PDVD 1XRTD よって TD=PDVD R (1.0×10)×(2.5×10-2) (W 8.3 3.0×10²K)--W+0= TЯ-40 (2)状態Aの温度を TA とすると 3 AUDA = 1/2× -×1.0×R(TA-Tb) 状態方程式を用いて DAVA TA=- 1.0×R' VA=VD であるから = PDVD Tb=- 1.0×R AUDA-RTA-TH =R (DA― DD) × VA R 01+0=ULT PA-VA-PPT - VALPA-PD) 100XRTLST YoxR = 12 ((2.0×10)-(1.0×10×25×10の人 = 3.75×10°≒3.8×103J 東日 直頰 (3) 右図 V(X10-2m³) ボイル・シャルルの法則を用いて, 状 態 A, B, C の温度 TA, TB, Tc を求 める。 10 7.5 (1)より,T= 3.0×102K であるから T=2Tn=6.0×102K 5.0 B D 2.5 T=Tc=2T=4Tb=12×102K A→B, C→Dは定圧変化であるか ら, シャルルの法則が成りたち, Vと 0 3.0 6.0 9.0 12 Tは比例関係となるので, グラフは原点に向かう直線となる。 T(X10²K) FUL

(2)でa<xなのか−a>xとかどうやって見分ければいいですか？？(;;)

S 軸上でHA と同じ強さの磁場の 82 122 図のように,xy平面に垂直で, それぞ 点(α,0), 点 (-α, 0) を通る2つの長い 直線導線を,同じ強さの電流が互いに逆向き に流れている。 これらの電流による原点O での磁場の強さをH とすると,点A(0,√3a) での磁場の強さは これと同じ磁場の強さ -a 0 JA a 80 x である。また, (2) で の点を正のx軸上でさがすと点B ある。 電流の位置は除く。 +) (愛知工大)

点Oはなぜ0にならないのか教えてください。 それぞれの点における符号の意味などよく分からないです

EXxy平面上の点(-a, 0)にQが、点 (a, 0) +Qが置かれている。 次の点で の電場(電界) を求めよ。 A(2a, 0), O(0, 0), B(0, a) +1Cが受ける+Qからの力を実線で, -Q からの力を点線で示す。 kQkQ A = a (3a) 2 8kQx方向 9a2 kQ + kQ = 2kQ - x a B・ B + 45° √2a 0 方向 0 ●は+1C A B (v2a) COS 45°×2= kQ √2a²-xm 矢印を描くのが先決 kQ