物理
高校生
解決済み

(2)の仕事率の問題がわかりません💦
P=FvのFはなぜMgだけなのですか?

必解 平面内に置かれていて、磁束密度B[T] の一様な磁界 モーターの原理 右図で、コの字型の回路が水 糸 B a ・E M b が鉛直上向きにかかっている。 Eは起電力E[V] の電 池,M は質量 M[kg] のおもりである。 摩擦はないも OS のとし、回路を流れる電流のつくる磁界は無視できる ものとする。 コの字型の導線の間隔を[[m], 重力加 速度の大きさをg〔m/s'] とする。 導体 abにはR[Ω] の電気抵抗があるものとし, 質量は無視する。 ○ (1) スイッチSを入れたところ, Mは上向きに静かに動き出した。 スイッチを入れた 直後の回路を流れる電流 [A] とおもりの加速度α [m/s'] を求めよ。 X(2) おもりの速さが一定になったとき,回路を流れる電流, 電池の消費電力, おもりの 速さ, 1s あたりに導体 ab で発生する熱量とおもりを持ち上げる仕事率を求めよ。
よって, I=長 [A], 向きはba の向き 解説 (1) スイッチSを入れた直後は, 右図で導体 ab の速さ v = 0 なので, 誘導起電力の大きさは 0 E R ( 導る捕 1 糸の張力の大きさ T[N] は IBI [N] となるから, おもり M に ついての運動方程式より 鉛直上向きを正として, と Ma=IBI-Mg EBI ゆえに、a= -g [m/s] 向きは鉛直上向き MR (2) 等速度運動になったから,導体 ab にはたらく力がつり 合っているので,そのときの電流の強さをI [A] とすると, I'Bl-Mg=0 ゆえに IMG[A]向きはbaの向き Bl また,電池の消費電力 P〔W〕は,P=VIより, MgE Bl P=I'E= -〔W〕 キルヒホッフの第2法則より、 E-vBl=RI' よって, I' = Mg E-vBl R EBI-MgR = I' よりv= [m/s] Bl B212 導体 ab で1s あたりに発生する熱量 Q[J] は, M²g²R Q=RI' 2= (J) B-12 おもりを持ち上げる仕事率 P' 〔W〕は,P=Fvより, P' = Mg × EBl– MgR_EBIMg—M²g²R [W] B212 B-12

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