✨ ベストアンサー ✨
(1)の解説で立式しているのは、静電気力による位置エネルギーと運動エネルギーのエネルギー保存則で、はじめに粒子Aがもっていた運動エネルギーが位置エネルギーに変わったという考え方に基づいてます。
式の理屈としては上記の通りですが、不明点あれば聞いてください。
いえ、左辺も右辺も"AとBの運動エネルギーと位置エネルギー"についてです。
左辺と右辺の違いは、左辺が"前の状態"、右辺が"後の状態"を表している点です。
分からなくなってしまいました。
もう少し詳しくお願いできますか？
前と後の状況
あ。でも前はわかります。
Bは止まっていてAが無限遠点からvoで
来ているという状況。後はどうでしょうか？
前の状態の解釈はその通りです。
後の状態では、
①Bの運動エネルギー
固定されてるので前の状態と同様に0
②Aの運動エネルギー
無限遠方から近づく最中、静電気力(斥力)によって徐々に減速しながらBに近づいてます。(1)ではABの距離が最小になったといっているので速さはゼロ。よって運動エネルギーはゼロ（鉛直投げ上げの最高点で速さゼロのお話と同じですね）
③A, B間の静電気力による位置エネルギー
A, Bが、距離roの位置にいることによってkqQ/roの位置エネルギー（解説の式 右辺の第二項）があります。（これも言い換えるなら、鉛直上向きに投げ上げたときに運動エネルギーが重力による位置エネルギーに変換される運動と同様です。扱う力が静電気力に変わっただけですね）
よって、後の状態のエネルギーは①＋②＋③で解説の様になります。
疑問・不明点あれば遠慮なく。
頼まれます。
■電気回路
まず、R=Ro(1+αt)は知ってます？
この問題を解くうえで重要な観点は、『100Vで使用しているときの抵抗R(解説より125Ω)になるには、どれだけ温度tが上昇しているはずか？』です。これを上式を用いて求めようというお話。
ここで、αは仮定で与えられていて、残すはRoだけが分からない。ここで、Roの定義は0℃における抵抗値ですが、これを問題文からどう読み解くかが鍵です。この現象は室温0℃で行われているので、電流が流れていなければ発熱もしないので、フィラメントの温度も0℃のはずです。ということは、電流が流れていないと言えるV-I特性の原点で抵抗を求めればRoが分かる。
■ドップラー
『遠く東の方にいる…』や『遠く西の方にいる・・・』に主語がないですね。音源or観測者、どちらを主語として書かれている文章と解釈してますか？
上。なぜ接線利用するのです？
下。音源？ですか？
■上
オームの法則より、
(抵抗R)=(電圧V)/(電流I)
という事は、V-I特性上で
(抵抗R)=(横軸の変化量)/(縦軸の変化量)
=1/(傾き)
■下
その通りです。その理解で、θ=0 or 180が納得いかないということですね、解説します。
(2)問題文中で『飛行機が東の方から…』とあります。よって、問題文の図中左から右へ音源が移動しているという事です。音源が図の左（東）方向にあるほどθは小さくなりますよね？
下オッケーです！！
バカですみません！
上まだ分かんないです。
接線をどのように利用するか😭
全然バカじゃないと思いますよ、この時期にこの問題に取り組めるなら良い方( ´∀｀ )
『接線をどのように利用するのか？』→ちょっと意図が掴み切れませんが…。
まず、接線の傾きが抵抗値になるというのはOKです？そして特に、原点付近の接線の傾きが環境温度(この場合は0℃)の抵抗値Roになるというのは大丈夫です？
この問題で、その接線が点線で表されており、これが(20, 1.0)を通るのでこの情報からRoが出せればR=Ro(1+αt)に代入できる、という話。
でもたぶん、質問の意図は別のところにありそうですね。
【補足】
ちょっと別の話となりますが、『接線の傾きが抵抗値』というのは厳密な表現ではないので訂正しておきますね。
実際は、抵抗値は"接線の傾き"ではなく、"座標"をもって算出してます。
例えば、フィラメントLは(80V, 0.7A)の座標を通ってますよね？つまり、80Vかければ0.7A流れるので、単純にこの商をとれば抵抗値が分かります。これは、(80V, 0.7A)という1点の座標から抵抗値を出しているのであって、接線の傾きを計算しているとは言えません。
強いて言うなら、
(80V-0V)/(0.7A-0A)
という計算をしていると言い換えられるので、"原点"と"グラフ上のある１点"を結ぶ直線の傾きと言えるでしょう。
抵抗値が接線の傾きと言えるのは、"グラフ上のある１点"を原点付近にとるときだけです。
（まぁ、この理屈があるからこそ、(2)で接線が与えられ、この傾きを利用して抵抗値が求まるわけですが）
接線の傾きが抵抗値になるについてもっと詳しくきいていいですか？
もう少しで理解できそうです。長々とすみません。
全然OKですよ、正しい理解に到達するサポートはできます。
ゲストさんが欲しい情報を聞きたいです、できれば「自分はこう思う」というのを伝えてもらい、そこに誤解釈があれば否定する形で素早く的確なお話ができます…。
まず上の方で言ってた傾き分の1はなんというか、
どう捉えればいいです？
傾きの逆数ということを表現したかっただけですよ。
数学的には
(傾き)＝(縦軸の変化量)/(横軸の変化量)
ですが、
V-Iグラフでは横軸がV, 縦軸がIなので
(抵抗R)=(電圧V)/(電流I)
=(横軸の変化量)/(縦軸の変化量)
となって、分母分子が傾きの定義と逆なので。
助かりました。
ありがとうございました！
いえいえ。
いえいえ。
左辺はAについて右辺はBについてですか？