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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