なぜ電圧が等しくなるのでしょうか？

電気容量 2.0F, C2=3.0μF の2つのコンデンサー, V=2.0×102V の電池, スイッチ Si, S2 を用いて,図の回 路をつくる。 S, を閉じて Cのコンデンサーを充電したの Sを切り、次に S2 を閉じて十分に時間が経過した。 C. C2のコンデンサーは,はじめ電荷をもっていなかった 200 203, 200 S₁ Sz/ C₁ C2 = とする。 C. C2 のコンデンサーにたくわえられた電荷はそれぞれ何Cか。 S, を切ってからSを閉じる前の Cの電荷をQとし, 求めるC,, C2 の電荷を Q.. Q2 とする。 電池を切りはなして S2 を閉じるので, 電気量保存の法則から、図の破線で囲まれた部分 この電荷は保存される。 すなわち, QQ,+Q2 で ある。 また, C, C の上側、下側の極板は, それ それ導線で接続されており、電荷の移動が完了す S2 C +Q C 5 ると,上側, 下側のそれぞれの極板の電位は等し くなる。 すなわち, 各極板間の電圧は等しい。 ■解説 S を閉じたとき, C1のコンデンサ ーにたくわえられる電荷をQ とすると, Q=CV=(2.0×10-) × (2.0×102) =4.0×10-4C S, を切り, S2 を閉じた後の C, C2 のコンデンサ 一の電荷を, それぞれ Q1 Q2 とする。電気量保 存の法則から, Q1+Qz=4.0×10-4 ... ① また,各コンデンサーの極板間の電圧は等しい。 なんで Q2 Q₁ S2 +Q₁ +Qzl == ..2 2.0×10-6 3.0×10-6 -Q₁ -Q2C 2 理すると, 式 ② から, Q2=3Q1/2となり, 式① に代入して整 Q=1.6×10-C, Q2 = 2.4×10-C 13. コンデンサー 145

（3）x1はどうして図aの（ア）の面積に等しいんですか。 また（2）で物体は最も遠ざかる位置は速度が0m/sとなるときなんですか。

列題 3 加速度直線運動のグラフ 図は,x軸上を等加速度直線運動している物体 v [m/s] が, 原点を時刻 Os に通過した後の 6.0 秒間の 8.0 速度と時間の関係を表すv-t図である。 6.0 (1) 物体の加速度 a [m/s] を求めよ。 0 (2) 物体が原点から最も遠ざかるときの時刻 [s] と,その位置 x [m] を求めよ。 -4.0 (3) 6.0 秒後の物体の位置 x2 [m] を求めよ。 (4)経過時間 t[s] と物体の位置x[m]の関係をグラフに表せ。 指針 v-t図の傾きは加速度を表す。 また, v-t図の面積から変位が求められる。 解 (1)αは,v-t図の傾きで表されるので t(s) 5 (6.0,-4) 10 v [m/s] (-4.0)-8.0 a = = 6.0 - 0 -12.0 6.0 8.0 = -2.0m/s2 (ア) (イ) 116. 4.0 6.0 (2) 速度が 0m/s となるとき, 物体は最も遠ざ かる。 「v=vo + at」 (p.30(13) 式) より 0 = 8.0 + (-2.0) x t1 よって = 4.0s 1 x1 は,図a の (ア) の面積に等しいので 1 x1 = × 4.0 × 8.0 = 16m 2 0 0 -4.0 t(s) 図 a 「最も遠ざかるとき」 →速度 0 (それ以上, 先には進まない) x [m] 15

問3〜問6まで教えてください。

次に,図2のように,再びAを机面上に置き, BをAから少し離れた机面上の位置に 置いて棒で突いた。この後,Bは速さ”で進み,静止していたAと図3のように瞬間的 に衝突をした。衝突の際,A,Bの間で摩擦力ははたらかないものとする。ここで,衝突 をしたときのA,Bの中心の位置をそれぞれ OA, OB として,衝突直前のBの速度の、 線分 OAOB に平行な方向の成分をCP, 垂直な方向の成分を UN とする。ただし、図3に示 した向きをそれぞれ UP, UNの正の向きとする。 up の正の向き (up, up' の正の向き) m 40 m B 図 2 A UP OB B 図3 UN の 正の向き 問3 衝突の際にAがBから受ける力積の向きを表す矢印として最も適当なものを, 図4 (a)および(b)の1~8のうちから一つ選び、番号で答えよ。 ただし, 1,2はそれ ぞれUN, UP の正の向き, 5は衝突直前までBが速さで進んでいた向きである。 A 2 OB 4 B 5 A OA 8A OB B SA (b) 図 4

物理基礎です。 （2）（3）わかりません。教えてください

固定された反射板による波の反射を考える。 変位 図は,波の進行方向をx軸として、時刻 t = 0[s] 反射板 における入射波を示したものである。 入射波は 正弦曲線で表され, 波の周期をT 〔s] とする。 また,波は反射板で自由端反射されるものとす る。 0 XC (1)図に示された入射波に対する反射波の波形を,図に描け。 ただし,この とき反射波はすでに十分に遠方まで進行しているものとする。 (2)図の状態から時間が経過して、入射波と反射波の合成波の変位がどの についても0となる最初の時刻を求めよ。 JA (3)合成波の変位がどのxでも0となる状態は,一定の時間間隔で繰り返さ れる。図の状態から数えて,合成波の変位がどのxでも0となる回目の 時刻を求めよ。 (m)S <静岡大 >

Ⅱの（4）をsin cos関数を使って解いたのですが答えが合いませんでした。どこが間違っているのかと正しい解法を教えて頂きたいです。お手数お掛けしますが宜しくお願い致します。

1/25 4/29 pooooooo 33 単振動 ばね定数のばねを鉛直に立て,上端に質量 M の板を取り付け、静止させる。そして,質量mの 小球をこの板の上方んの高さから静かに落下させ る。 重力加速度をg とする。 I. 物体が板と弾性衝突をする場合について (1) 衝突により小球がはね上がるためには,m とMの間にどのような関係が必要か。 33 単振動 99 mmmmm M (2) 衝突後,板ははじめの位置より最大どれだけ下がるか。衝突は 1度だけとする。 II. 小球が粘土のようなもので,衝突後, 板と一体となって運動する 場合について, (3)衝突の際,失われる力学的エネルギーはどれだけか。 (4) 板ははじめの位置より最大どれだけ下がるか。 (東工大) Level (1) (2),(3)★ (4) ★★ Point & Hint TS (1) (3) とくに断りがなければ, 衝突は瞬間的なものと考える。 その場合、重力の 力積は無視でき, 衝突の直前, 直後に対して運動量保存則を用いてよい。 弾性衝 突では全運動エネルギーが保存されるが, 反発係数 (はね返り係数) e=1 として 扱ったほうが計算しやすい。 (2), (4) ばね振り子のエネルギー保存則には,次の2通りの方法がある。 A: 1/12mu2+1/21kx2=定 (xは振動中心からの距離) 単振動の位置エネルギー B: 1/12mo+mgh+1/21kx定(xは自然長からの距離) 弾性エネルギー 12/23kx2 のもつ意味の違いと、xの測り方の違いを押さえておくこと。多くの場 合, A方式の方が計算しやすいが,(4)では注意が必要。

このページの全問の解説が欲しいです🙏

<大問3> x軸上を等加速度運動する物体について考える。 速度, 加速度の向きはx軸の正の向きを 正の向きとして、以下の間に答えよ。 (E) この物体が時刻t=0 に x=0を速度 4 [m/s] で通過し, 3 [s] 後に速度が 10 [m/s] になっ た場合。 (1) 物体の加速度を求めよ。 B (2) t=3 [s] での位置を求めよ。 (3)この物体がx=12 [m] を通過するときの速度を求めよ。 次に,この物体が t=0にx=0を速度4 [m/s] で通過し、4[s] 後に速度が-12 [m/s] に なった場合。 (1) [er] (4) 物体の加速度を求めよ。 (5)この物体の速度が,正から負に変わる時刻を求めよ。 (6)この物体が再び原点を通過する時刻を求めよ。 (a\m] <大問4> [e\m] 図1のように,x軸上を 運動する物体があり、時刻で の速度vが図2で表される。 時刻 t =0での物体の位置を原 点 x=0 とする。 v[m/s] 0 x(m) 図1 v[m/s] (1) 時刻t=2sにおける物体の 加速度αは (ア) m/s" であ り 時刻 t = 6sでの加速度 α は (イ) [m/s' であり、 時刻 16 図2 8 0 7 15 t(s) t=11sでの加速度αは (ウ) m/s である。 (2) 時刻 t = 6s における物体の位置 x は (エ) mである。 (3) 物体が原点x=0から右に最も離れる時刻は (オ)であり、 そ の位置 x は (カ) である。 (4) 時刻 t = 15s以後も,そのまま運動を続けた場合, 物体が再び原点 に戻ってくる時刻は (キ) sであり、そのときの速度vは(ク) m/sである。 3 8 (5)

物理基礎です。 （2）（3）わかりません。教えてください

固定された反射板による波の反射を考える。 図は, 波の進行方向をx軸として、時刻t=0〔s〕 における入射波を示したものである。 入射波は 正弦曲線で表され, 波の周期をT 〔s〕 とする。 また,波は反射板で自由端反射されるものとす る。 変位 0 反射板 (1) 図に示された入射波に対する反射波の波形を、図に描け。 ただし,この とき反射波はすでに十分に遠方まで進行しているものとする。 (2)図の状態から時間が経過して, 入射波と反射波の合成波の変位がどのx についても0となる最初の時刻を求めよ。 (3)合成波の変位がどのxでも0となる状態は,一定の時間間隔で繰り返さ れる。 図の状態から数えて, 合成波の変位がどのxでも0となる回目の 時刻を求めよ。

(2)について質問です。 (2)ではAとBを合わせた力学的エネルギーの保存を考えてますが、Aと Bそれぞれで力学的エネルギーは保存されないのでしょうか？

基本例題 27 力学的エネルギーの保存 117~121 解説動画 定滑車に糸をかけ, 両端に質量mおよびM (M>m) の小球 A, Bを取りつけた。 Aは水平な床に接し, Bは床からんの高さに保持 されて糸はたるみのない状態になっている。 いま, Bを静かにはな すとBは下降を始めた。 重力加速度の大きさをg とし,床を高さの 基準とする。 (1) Bが床に衝突する直前の A, B の速さをvとする。 このとき, A, B がもつ力学的エネルギーはそれぞれいくらか。 (2) B が床に衝突する直前の A,Bの速さ”はいくらか。 A B 指針 A,B には,重力(保存力)のほかに糸の張力 (保存力以外の力)もはたらくが,張力が A, B にする仕事は,正, 負で相殺するので, 力学的エネルギーは保存される。 A:0+0=0 B: 0+Mgh=Mgh 解答 (1) B が衝突する直前の力学的エネルギ A, B をあわせて考えると、 全体の力学 エネルギーは保存されるので ーはそれぞれ 1 A : 121m²+mgh 1 2 B: Mv² +0=Mv² (2) 最初 (Bをはなした直後) の力学的 よって v= エネルギーはそれぞれ 0+Mgh=(1/12mi mu2+mgh+Mv2 gh) + 1/12 Mv² 2(M-m)gh M+m 21

ダイオードと豆電球の問題なのですが、Ⅲで答えがそのようになる理由がわからないので説明して頂きたいです。よろしくお願い致します。

第2問 ダイオードは,順方向に電圧を加えると, 流れる電流が電圧とともに急激に増大する特性をもつ。電球は,電圧 の上昇とともに熱としてエネルギーが失われるために、電圧とともに電流の上昇が徐々にゆるやかになる。電流と 電圧の特性が図2-1の曲線で表されるダイオード1個 (D)と、電流と電圧の特性が図2-1の曲線bで表され る特性の等しい電球 2個 (L, Lg)を, 図2-2のように起電力 V で内部抵抗が無視できる直流電源と接続した。 直流電源の電極側の点Bは接地した。 以下で、ダイオード、電球の抵抗値とは,それらの両端の電圧を,それら に流れている電流で割ったものとして定義する. I 図2-1に示す特性のダイオードと電球について以下の問いに答えよ。 (1) ダイオードの両端の電圧が0.70Vのときのダイオードの抵抗値はいくらか、 図2-1のグラフから読み 取った値を使って有効数字2桁で求めよ. (2)電圧が上昇するにつれて,ダイオードの抵抗値はどのように変化するか、以下の選択肢から選べ. (ア) 急激に増大する (イ) 急激に減少する (ウ) 変化しない (3)電球の両端の電圧が0.30Vのときの電球の抵抗値はいくらか。 図2-1のグラフから読み取った値を 使って有効数字2桁で求めよ. (4) 電圧が上昇するにつれて、 電球の抵抗値はどのように変化するか、以下の選択肢から選べ. (ア) 急激に増大する (イ) 急激に減少する (ウ) 変化しない -4- 九州工改題) 電流 [A] 3.0 2.0 1.0 Dale A. 0 1.0 0 0.5 電圧[V] 図2-1 直流電源 V [V] B L1 L2 図 2-2 -5- b 1.5 2.0 A 09 1124 D 076

高校物理です。 類題の解き方を誰か教えてください。

10 例題② 導体棒の運動 (発電機の原理) 鉛直上向きで磁束密度B[T] の一様 磁界中に, 間隔 [m] で水平に置か れた直線状の平行な2本の導線と、 抵抗値 R[Ω]の抵抗をつなぎ,軽い導 体棒ab を置く。 導体棒には軽くて伸 a B M 支える。静かに手をはなすと, おもりは下降し始め、しばらくして おもりと びない糸を張り, 滑車を通して他端に質量M[kg]のおもりをつり下げ、手で 導体棒は一定の速さになった。 重力加速度の大きさをg[m/s] として、次の問 問いに答えよ。 ただし, 導体棒の質量や抵抗, 導体棒と導線との間の摩擦力,回 路を流れる電流がつくる磁界は無視できるものとする。 (1)回路を流れる電流の強さ I[A]を B, l,M,g を用いて表せ。 一定の速さ” [m/s] を B, l, R, M, g を用いて表せ。 (3)重方の仕事率 P〔W〕を B, l, R, M, g を用いて表せ。 指針 (1) 等速度運動をしているおもりと導体棒にはたらく力はつり合っている。 (2)に生じる起電力を”を用いて表し, キルヒホッフの法則を用いる。 #4 (1) 導体棒には,糸の張力 T[N] と電流が磁界から受ける力 IBI [N], おも りには糸の張力T [N] と重力 Mg 〔N〕 がはたらいている。おもりと導体棒は等速度 運動をしているので,それぞれにはたらく力はつり合っている。よって, T-Mg=0 ・① T-IBl=0 ......2 式①,②より,IBl=Mg よって, I= ・[A] Mg Bl (2)導体棒 ab には,a から bに向かう向きの誘導起電力 V=uBl[V] が発生する。 キルヒホッフの第2法則より、 p.302式(3) p.261式 (12) vBl=RI よって,v= RI RMg [m/s] Bl B²12 (3)力の仕事率 P〔W〕 は, 力と速さの積で表される。 すなわち, M'g'R P=MgXv= (W) B²12 類題2 図のように、例題② の装置に, 内 部抵抗の無視できる起電力E [V] の電池とス イッチSを付け加えて, おもりを手で支えて おく。 スイッチSを閉じて静かに手をはなす と、おもりは上昇し始め、 しばらくするとお もりと導体棒は一定の速さになった。 R ET (1)回路を流れる電流の強さ [A] を B, l,M,g を用いて表せ。 (2)一定の速さ [m/s] を B, l, E, R, M, g を用いて表せ。 B a M