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物理 高校生

ここはなんでkQ/xとの差ではなくて、kQ/aをつかうのですか?

次の文中の口に適切な数式または数値を入れよ。ただし,数式は,ko, a, b, x, Q, q *100.〈帯電した導体がつくる電場) 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 気量q(q>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者 koを用いて,n=ア]と書ける。 図1のように,真空中に半径a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。 xこa のときは,金属球Mから出る電気力線は金属球Mの中心0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=[x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く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く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'=[Xカ]である。また、金 属球殻Nに対する金属球Mの電位 Vssa は,金属球殻Nの内部には電気力線は生じないので、 Vsa=キである。 金属球Mと金属球殻Nは,電位差 Visa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=[ク である。 金属球殻N 全属球M 図2 図3 図1 (20 関西大) A101 世

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物理 高校生

よくわからないので教えていただけませんか?

例題 9 3カのつりあい 買量m[kg]の物体を2本の軽い糸を用いて天井につるし, 静止させた。糸1 と糸2は,それぞれ天井と図のような角をなしたとする。このとき, 糸1,糸 2の張力の大きさはそれぞれ何Nか。ただし、重力加速度の大きさをg[m/s°] とする。 260° 糸1 30% 糸2 )m [kg] mg 3 V3 T;x- T;= 0 「指針物体には, 重力と2本の糸からの張力がはた らき,それらの力はつりあっている。これらの力を図示 し,水平方向と鉛直方向の各方向に分解して,それぞれ で力のつりあいの式を立てる。 解説 + T,×-mg=0 2 2 V3 mg T;=/3 T,=- 直角三角形の辺の長さの比を利用して, T, T。 の水平方向,鉛直方向の分力の大きさを求めてもよい。 T;:Tix=2:1 Tisin60° 別解 物体にはたらく重 Ti Tsin30° ,T2 -30° Ticos60°| T,cos30° 力の大きさは mg[N] である。 T Ty 糸1,2からの張力の大きさ をそれぞれ T,[N], T:[N]と すると,物体にはたらく力を 水平方向と鉛直方向に分解し たようすは,図のように示さ 60% T. Tix= ー子 T,:Ty=2:/3 (3 T。 2) V3T, Tiy= 130° T。 mg 60% 2 T。 れる。 各方向における力のつりあいから, 水平方向:-T cos 60°+ T,cos 30°=0 鉛直方向:T,sin60°+ T,sin30°ーmg=0 …② 式のから, 同様に, T, T, に着目 …0 (3 T。 Tax- 2 T2 Tay= 2 Advice T. V3 T。 T;=V3 T。 異なる方向に複数の力がはたらくときのつり =0 2 あいを考える場合は, 互いに垂直な2つの方向に分解する ことが多い。 2 これを式のに代入して,

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物理 高校生

解き方と解答をお教えいただきたいです。 問ごとでも構いません。 よろしくお願いいたします。

図4のように,スリット板の複スリットS.. Szに波長えの単色光を同位相で入射させた ところ、スリット板に平行に置かれたスクリーン上に等間隔の明暗の縞模様が現れた。こ のとき, Si, S2の垂直二等分線とスクリーンが交わる点点Oに最も明るい明線が現れた。Si I とS2の距離をd、 スリット板とスクリーンの距離をし, 点Oから距離xだけ離れたスクリー ン上の点をPとする。ただし、d, ×はLにくらべて十分に小さく,S」からPまでの距離 S.PとS:からPまでの距離S: Pの差S」P-S:Pは, SiP-S:P=と表せ,点P以外のス クリーン上のほかの点でも同様の式が成り立つものとする。 スクリーン上の 縞模様のようす (黒い部分が暗線) 暗 明…2番目の明線 暗 明…1番目の明線 暗 明…0 番目の明線 暗 明 スクリーン P スリット板 IS2 x 単色光 S」 L- 図 4 図4のように,点0に現れた明線を0番目の明線としたとき,点Pには2番目の明線が現 れた。 問5 SiP-S2Pを入を用いて表すとどのようになるか。正しいものを,次の1~5のう ちから一つ選び, 番号で答えよ。 1。 5 4 2 3 え 4 2 問6 次の1~3の操作のうち, スクリーン上の隣り合う明線の間隔が大きくなるものは どれか。1~3のうちからすべて選び, 番号で答えよ。ただし, 解答の順序は問わな い。また,該当するものがない場合には「なし」と答えよ。 1 dを大きくする 2 Lを大きくする 3 入を大きくする 暗明暗

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