物理の力学的エネルギーの単元で、黄色のマーカーした問題なのですが、なぜ答えが重力による位置エネルギーの差から求められるのかが分かりません。分かりやすく説明お願いします🙇‍♀️

基本問題 129 図のような, 水平となす角が30°のなめらかな斜面 AC がある。 質量 40kgの物体を斜面上でゆっくりと aoko AからCまで引き上げた。 重力加速度の大きさを9.87010 m/s2 として,次の各問に答えよ。 (1) 物体を引き上げる力Fの大きさは何Nか。 (2) 力Fがした仕事は何Jか。来を (3) 物体にはたらく重力がした仕事は何か。 30% 40x9.8 TEABUR B

マーカー部分のようになる理由と、Fと重力がなぜ釣り合うのかがわかりません💦

B BIP E ひ 丁 Q 図のように,鉛直下向きで磁束密度B の一様な磁場[AIEA 中に、起電力Eの電池をはさんだ間隔のコの字型のA 導線のレールを傾きの角0で固定する。これに長さl, 質量 m,抵抗値 R の導体棒 PQ をのせ、手で押さえて おく。 手を静かに放すと, PQはレールに直交したまま 斜面を上昇した。 PQ とレールとの間の摩擦およびPQ以外の部分の電気抵抗はな く,重力加速度の大きさをgとする。 真 24 P (1) PQ の速さがvになった。 このときの誘導起電力の大きさ V, PQ を流れる電 流の大きさⅠ, この電流が磁場から受ける力の大きさ F を求めよ。 (2) 手を放してもPQが動かない場合の傾きの角を 0 とする。 tan 。 はいくらか。

物理基礎です。 青マーカーの所なんですけど このとき運動エネルギーは何故0になるのですか？ vが不明な場合は0にするということでしょうか？

EXERCISE 例題 17力学的エネルギーの保存 ばね定数98N/mのばねに質量 2.0×10-2kgの物体を押しつけ, ばねを0.10m縮めた点Aから静かに手をはなすと, 物体はばね からはなれ,曲面を点Cまで上がった。 水平面AB, および曲 面BCD はなめらかで摩擦はないものとして,次の問いに答え よ。 ただし, 重力加速度の大きさは9.8m/s2 とする。 (1)点Bでの物体の速さ V[m/s] を求めよ。 (2) 水平面 ABからの点Cの高さH[m] を求めよ。 |ばね定数 |98N/m [000000 +10 ▶54, 57 D 10m (3) ばねを x〔m〕 縮めた点A'から静かに手をはなしたとき,物体の最高到達点は,水平面ABからの高 さが10mの点Dであった。 x を求めよ。 ここが ポイント ◆解法 ◆ (1)点Aと点Bで力学的エネルギーは保存する。 (2) 点A (あるいは点B)と点Cで 力学的エネルギーは保存する。(3) 点Aと点Dで力学的エネルギーは保存する。 (1) 水平面 ABを重力による位置エネルギーの基準面 とすると,点Aでの力学的エネルギー EA 〔J〕 は Ex=0+0+1×98×(0.10)2 = 0.49 [J] 点Bでの力学的エネルギーEB 〔J] は Ec=EA(=EB) であるから (2.0×10-2) x 9.8 × H = 0.49 H 0.49 (2.0×10-2) x 9.8 = 2.5〔m〕 (3) 点 A'での力学的エネルギーE^' 〔J〕] は 0+1/x 答 2.5m Ex' = 0 +0+ -x98xx2 EB =1/2x - × (2.0×10-2) x V2 + 0 + 0 = = 1.0 × 10-2 × V2 [J] である。 ( EA ) = イ(EB )より 点Dでの力学的エネルギー En 〔J] は En = 0 + (2.0×10 -2) x 9.8 × 10 + 0 である。ウ( 0.49 V= 0.49 = 1.0 × 10-2 × V2 1.0×10-2 7.0 [m/s] (2)点Cでの力学的エネルギー Ec 〔J] は Ec = 0 + (2.0×10-2) x 9.8×H [J] +0 答 7.0m/s ) -x98xx = (2.0×10 -2) x 9.8 × 10 x 2 = 4.0×10-2 x=0.20〔m〕 )より 答 0.20m

電力量は仕事なのに時間tを使う理由が分かりません。また電圧と電流の積VIは何を表すのですか？

復習 量・電力 ジュール熱 ニクロム線のような抵抗のある導体に電流が流れると,熱が発生する。 抵抗 R[Q]に電圧 V [V] を加え, 電流I [A] をt [s] 間流したとき, 抵抗で発生する熱量Q [J] は,次式で表される。 Q[J〕…ジュール熱 Jar ジュール熱 V [V〕･･･電圧 Q=Vit=Rlt= t V2 I[A] ・電流 ... (39) R R[Ω]…抵抗 t[s] ･･･時間 5 Joule's law Joule heat この関係をジュールの法則といい, このとき発生する熱をジュール熱という ●電力量と電力抵抗で発生するジュール熱は,抵抗に流れた電流がする仕事に等しい。 この電流がする仕事を電力量という。 また, 電流が単位時間にする仕事, すなわち, 仕 electric energy 事率を電力という。電力の単位には,仕事率と同じワット (記号W)が用いられる。 watt 10 electric power 電力量を W[J], 電力をP〔W〕 とすると, 式 (39) を用いて, それぞれ次式で表される。 電力量と電力 W[J]… 電力量 の V2 電力量 W = Vit=Rlt= P〔W〕･･･電力 t ･ (40) R V〔V〕･･･電圧 W 電力 P= =VI=RI2: V2 = t ...(41) R I R[Ω]...抵抗 t[s] ... 時間 [A] ・・・電流

物理基礎です。 もう意味わからないです。 ×0って何ですか？

② 単振り子のおもりを最下点から高さん 〔m〕まで 持ち上げ,静かに手をはなしたところ,最下点で の速さはv[m/s] となった。次に,同じおもり を静かにはなして距離んだけ自由落下させたとこ ろ,速さはv 〔m/s〕 となった。 vAはUBの何倍に なるか。 「1/2mvthgh=(一定」 (VA) {x0²+mgh={\mv²²+90 m (VB) { mx0²+mgh = { hvo²+mgx0 VA=VB UB h 1倍 13 質量 m 〔kg〕 のおもりをつけたばね定数k 〔N/m〕 のばねをA〔m〕 縮めて静かにはなした。 自然の長 さの位置を通過したときのおもりの速さはいくら か。 「2mv+2k2=(一定)」 21 {{xmx v² + ½ ½ KA² mav2tkA2 2 自然長 k〔N/m〕 A [m] mv^2+kA2

なぜ電流の向きは右のようになるのですか？

128 鉛直上向きで磁束密度Bの一様な磁界 中に, 十分に長い2本の導線abとcdが水 平に間隔だけ隔てて置かれている。 ac間 には、抵抗値 R の抵抗と起電力Eの電池がE- 接続されている。 導線 ab, cd間には,これ らと垂直になるように質量 M の導線Lが置 R BO C 鉛直上方から見た回路 かれている。 はじめ, Lは固定されており, Lと導線 ab, cd間の静止

［3］ この問題の考え方って、一様な電場の所に+1Cを置いてみて、プラスは反発するから左側、マイナスはくっつくから右側に力が働いて反時計回りになるっていうので合ってますか？

問2 帯電体Aは正電荷, 帯電体Bは負電荷なので,いずれも点 0につくる電場の向きはAからBの向きである。 AとBの電気 量の大きさ Qが等しく, AOとBOの距離もRで等しい。 した がって, AとBがそれぞれ点0につくる電場の強さ EA, Ep は 等しく,点電荷による電場の公式より,E=Eb=kQ となる。 R2 以上より, AとBが点0につくる電場は, それぞれの電場を合 成して, A から B の向きへ強さ 2kQとなる。 R2 また, 一様な電場からAには左向きに, B には右向きに静電気 力がはたらくことになる。 よって, 一様な電場をかけた直後, リ ングは反時計回りに回転しはじめた。 +Q 一様な電場から 受ける静電気力 +Q A リング 回転をはじめる方向 0/ EA EB 一様な電場 B B 一様な電場から 受ける静電気力 2の答① 3の答③ 問3 過程1から過程の状能変化を圧力と体積の関係を表すグラ

（2）はこのようなやり方でも合ってるんでしょうか？？教えてください

例題 解説動画 基本例題29 円錐振り子 図のように、長さLの糸の一端を固定し, 他端に質量m のおもりをつけて, 水平面内で等速円運動をさせた。糸と 鉛直方向とのなす角を0, 重力加速度の大きさをg として, 次の各問に答えよ。 出した。 X(1) おもりが受ける糸の張力の大きさはいくらか。 (2)円運動の角速度と周期は,それぞれいくらか。 指針 地上で静止した観測者には, おもり は重力と糸の張力を受け, これらの合力を向心力 として,水平面内で等速円運動をするように見え る。この場合の向心力は糸の張力の水平成分であ る。 (1)では,鉛直方向の力のつりあいの式, (2) では,円の中心方向 (半径方向) の運動方程式を立 てる。なお,円運動の半径はLsin0 である。 解説 (1) 糸の張力の大き 基本問題 210 211 212 .00S 00 TH g m m(Lsin0) w²=mg tane w= L cose 2 Lcose =2π w 周期Tは,T= 第Ⅱ章 力学Ⅱ 別解 (2) お (2) おもりとともに 0 さをSとすると, 鉛 直方向の力のつりあ いから, Scoso S 円運動をする観測者 には、Sの水平成 と遠心力がつりあっ てみえる。 力のつり あいの式を立てると L m (L sine) w² 0 Scoso-mg=0 S=mg SsinO mg cose (2) 糸の張力の水平成分 Ssin0=mgtan0 が向 心力となる。 運動方程式 「mrw²=F」 から, Ssin0=mgtan (2)の運動方程式と同じ結果が得られる。 m(L sine) w²-mgtan0=0 Point 向心力は、重力や摩擦力のような力の 種類を表す名称でなく,円運動を生じさせる原 因となる力の総称で、常に円の中心を向く。 mg

解説のABの電荷から出ている矢印がなぜこの向きなるのか分かりません

点 【解説】 第1問 小問集合 ばねaとばねbのばね定数をそれぞれka, k とする。 a と 今はともに自然長からしだけ伸びているので、おもりAとBの それぞれの力のつり合い式は以下のようになる。 kad=mg, k₁d=2mg AとBの単振動の周期をTA, TB とすると, ばね振り子の周期 これらより, a に対するbのばね定数の比は、2となる。 2m ka 【ポイント】 公式より、T=2= 2 である。以上より, ばね振り子の周期 m TB 2ka T: 周期 問2 帯電体Aは正電荷, 帯電体Bは負電荷なので,いずれも点 の答③ ばね定数の 質量 0につくる電場の向きはAからBの向きである。AとBの電気 量の大きさ Qが等しく,AOとBOの距離もRで等しい。 がって,AとBがそれぞれ点0につくる電場の強さ EA, EBは 等しく,点電荷による電場の公式より,E=EQとなる。 点電荷による電場を 以上より, AとBが点0につくる電場は, それぞれの電場を合 成して,A から B の向きへ強さ 2kQとなる。 R2 R2 また, 一様な電場からAには左向きに, B には右向きに静電気 力がはたらくことになる。 よって, 一様な電場をかけた直後、リ ングは反時計回りに回転しはじめた。 ジ E=kQ 電気量 Qの点電荷から距離離れて いる点の電場の強さ 22 : クーロンの法則の比例定数 電場の向きは Q0 のとき電荷から 遠ざかる向き, Q <0 のとき電荷に近づ く向き。 一様な電場から +Q 受ける静電気力+Q A リング A 回転をはじめる方向 R EA EB B 一様な電場 B -Q 一様な電場から 受ける静電気力 2 の答 ① 3の答③ 変化を圧力と体積の関係を表すグラ A.Bの向き(?)

192の(1) どうして−uになるのでしょうか？

ATO 3.0kg 55.0kg 2 ルを 5.6m/s 満点くん A>AN 10m/s B 2.0kg ジンEの相対的な速さは μ, 宇宙船Sの速さは vsであった。 (1) 分離後のエンジンEの進む向きは,宇宙船Sの進む向きと同じであった。エンジン Eの速さをu, usを用いて表せ。 192 質量の宇宙船 Sと,エンジンEが結合した appen Sc ロケットがある。エンジンEの燃焼が終了した とき,その質量はMになり、ロケットの速さは / になった。このとき,ロケットはエンジンEを 後方に分離し、分離後の宇宙船 S に対するエン からみた m CM → EAS SE Sち Us → → EVE u=VE-VS VS 11 031 2 * VEV-u. VE (2)分離後の宇宙船Sの速さを求めよ。コ (m+M) V (m+M)V= mVs+ MVE ロケットの進む向きを正とすると、 1 -u=VE-VS 1 -u mis+M(Vs-u) 2.0kg 000 B M V₂ V + u mtM 〃 000B 0 193 なめらかな水平面上に台 AB が置かれ、その中央に 人がのっている。 図のように, 水平方向に x軸をとる と、台と人をまとめて1つの物体系としたときの重心 B A (5)