ローレンツ力の範囲です。(4)について質問なのですがeは何故マイナスを付けないのでしょうか。

半導体を用いて磁束 密度を測定する。 図のように x,y,z軸をとり、電流の 担い手が電子である半導体を置く。この半導体は x,y, 方向の長さが α, b, c の直方体である。 x軸に垂直な 面をP, Qで,y軸に垂直な面をR, Sで表す。 (1) 半導体の面Rから面Sに向かってy軸の正の向きに 第19章・電流と磁場 161 A BI J [電流Ⅰ〔A〕 を流した状態で, 磁束密度B[T]の一様な磁場がx軸の正の向きに加わる ようにする。 このとき, 半導体の内部を平均の速さv[m/s] y 軸方向に移動する 電子(電気量 -e 〔C〕) は,磁場から力F [N] を受ける。 Fの向きと大きさを答えよ。 (2) x軸方向に電流を取り出さないものとすると、この方向に電場 Ex〔V/m〕 が現れる。 ① 電場 Ex が生じる理由を述べよ。 ② 電場 Exの大きさを求めよ。 ③ 定常状態で,面Pと面Qの間に生じる電位差 Vx 〔V〕 を求めよ。 ④ 電位が高いのは面P, 面Qのどちらか。 X ●(3) 半導体内の1m²当たりの自由電子の数をn 〔1/m² 〕 とする。 電子が移動する平均の 速さを,電流Iの関数として表せ。 OL ●●(4) α =5.0×10-3m, b=1.0×10m,c=5.0×10m, n=2.5×10 /m²の半導体を用い て磁束密度を測定した。 半導体に流す電流を I=2.0×10-A としたとき, 面Pと面 Qの間の電位差は Vx=5.0×10-V であった。 磁束密度Bの大きさを求めよ。 ただ し,e=1.6×10 - 19 C とせよ。

物理基礎のつり合いの問題です。 下の写真のグラフの横軸が（✖️10＾2)となっているのは何故ですか？？

1 あ 00 64. ばねのつりあい 解答 (1) 解説を参照 (2) 49N/m 指針 ばねにつるしたおもりが受ける重力と弾性力は、つりあって (1) る。 フックの法則 「F=kx」 から, F-xグラフの傾きは, ばね定数に相 当することがわかる。 解説 (1) おもりが受ける重力と弾性力は, つりあっている。 し たがって,弾性力の大きさFは,重力の大きさ 「W=mg」から求め られる。 100gのおもり: F=0.100× 9.8 = 0.98N 200gのおもり: F=0.200×9.8=1.96N 2.0N 300gのおもり: F=0.300×9.8=2.94N 400gのおもり: F=0.400×9.8=3.92N 3.9N 表で与えられているばねの伸びは cm なので,これをmに換算し,グ ラフは図のようになる。 (2) フックの法則「F=kx」から, ばね定数はF-x グラフの傾きに相 当する。x=8.0×10-2mのとき,F=3.9N と読み取れるので, 3.9=k×8.0×10-2 k=48.75N/m 49N/m 2.9N を用 F[N] 4.0 3.0 2.0 1.0 4.0 8.0 x[×10-2m〕

この問題でmg<=静止摩擦係数×fとなるのは何故ですか？

☆お気に入り登録 X 不正解 解説を見る 54mg 必解 54 最大摩擦力 右図のように,質量mの物体を手であらい壁に 押しつけた。物体と壁との間の静止摩擦係数をμ とすると,物体が 落ちないようにするためには, 手で水平方向に加える力の大きさをい くら以上にしなければならないか。 その最小値を答えよ。 ただし、重 力加速度の大きさをgとし, 手と物体との間の摩擦力は無視できる ものとする。 54 最大摩擦力の大きさが, 重力の大きさ以上であればよい。 Step2-54 54 力がはたらいていても 物体が動いていないとき, flo 解説 手が押す力の大きさをF. 垂直抗力の大きさを N. 静止摩擦摩擦力の大きさは最大摩擦 力の大きさをfとすると, 力のつり合いより、 力の大きさ以下である。 最大摩擦力の大きさ 水平方向について F-N=0 Fo=MON 鉛直方向について f-mg=0 静止摩擦力についての条件は、 f≦μN これらの式より。 mg≦μF ゆえに Fmg do したがって, 加える力の最小値は, mg Mo N + 正解 mgt F

(1)の解答文に「電圧計の値はEの起電力そのもの」とありますが、何故ですか？ (2)の式中にある3.5Vの値は、電圧降下の事ですか？電圧計で示される値は全て電圧降下を表すのですか？ (3)では、解答での解き方は図2の右半分を直列回路と捉えているから電流計と抵抗Rに流れる電流... 続きを読む

110 内部抵抗の無視できる電池E と抵抗 R を図1 のように接続すると,電流計Aと電圧計Vの読 みは,それぞれ5mA, 3.5Vであり、図2のよE うに接続すると4.8mA, 3.6Vであった。 電流 [ 計と電圧計にはそれぞれ内部抵抗がある。 次の値 を求めよ。 (1) 電池Eの起電力E (2) 電流計 A の内部抵抗 rA (3) 抵抗 R の抵抗値 R (4) 電圧計V の内部抵抗rv E 5mA 11 3SLVR SAYT 図148mA A V) 3.6V 図2 R

振幅を求めるとき、何故sinが無くなってcosだけになるのでしょうか？ また、固定端反射のときのＹ2がマイナスの値になっているのは、固定端反射の反射波が入射波の逆位相になるからですか？

波の式を使った定常波の表し方 原点での波の式 y = A sin 27t xでの入射波: xでの反射波: 振幅について: 1 腹の位置 270 COS ひ y合 x To: = J₁ + J₂ = A sin 1² (1-2) + Asin 07/1² (1-22-2) 27c T レーx ひ 1₁ = Asin ²7²(t-1) L-x v F₂: A sin 27² ( t - 21-x) ひ レーx= = = mã 2A cos = ² ( x ) [m 2 ご 2= L - 22 入 2 A sin ²7 (t-1) cos 2π (1-2) ②節の位置 27C T 2πt 244-1/-2/+ma 入 z T Cos 27/² (1-²2-) = 0 L-x ひ ==//=+m/ (m=0.1.2.3) L-x= 12/2(1/12/2 tm) x = L - /^/^~^ ( — + m) Te ③固定端反射のときの注意点 y₁ = Asin 2/7² (t-7²) Y₁ = - Asin #² (t-1-7) y=y+yz = -2A Sin ²7/1² (+ - = ²) x sin ²1 (5²) T

これの（2）が分かりません。（1）と（2）の問題文が全くおなじなので、おそらく（2）は上から下の方向を流れている時だと思うんですが、その場合の電流が流れる点でdとeが両方流れるのが何故か分かりません。面倒だとは思うのですが、図に書いて教えてください（；-；）

発展レベル 問2 図のようなダイオードを4つ使った回路について考える。 以下の各問いに答えよ。 (1) 電源電圧が正 (下から上) の方向を流れているとき、電 流が流れる点を記号で答えなさい。 (2) 電源電圧が正 (下から上) の方向を流れているとき、電 流が流れる点を記号で答えなさい｡ 20 10 0 -10 (2) 電源電圧が図のような電源を接続したとき、 点 cf間の電圧はどのようになるか。 mil 0.0% 1.02 -20 -30 0.00 1.01 正 時間 [/s1 電源電圧 a 1 内 木木 時間 [/s] C f

(1)で電流がE→C1→R2→C2→Eの向きで流れるのは何故ですか？

94 15 直流回路 必解 115. <コンデンサーを含む直流回路> 抵抗 R1, R2, R3, コンデンサー C1.C2, スイッチ S1, S2 および 電池Eからなる回路がある。 R1, R2, R3 の抵抗値はそれぞれ2Ω, 4Ω 6Ωであり, C1, C2 の電気容量はともに4μF, E は起電力が 12V で内部抵抗が無視できる電池である。 最初 S は開いており S2 は閉じている。 (1) S1 を閉じた瞬間に R2 を流れる電流はいくらか。 (2) S1 を閉じて十分時間がたったとき R2 を流れる電流はいくらか。 (3) (2) のとき, C に蓄えられた電荷はいくらか。 (4) 次に, S と S2 を同時に開き, 十分時間がたった。 そのとき C に加わる電圧はいくらか｡ (5) (4) のとき, R1 で発生する熱量はいくらか｡ [東京電機大改] C1 S2 R3 S1 R₁ R₂ 必解 116. <電球とダイオードを含む直流回路〉 図1のように,電球, ダイオード, 抵抗値 20Ωの抵抗, および電圧 値を設定できる直流電源からなる回路を考える。 電球は図2のような 電流電圧特性をもつ。 ダイオードは図3で示すように,電圧 1.0V 未 満では電流 0A, 1.0V以上では電流 [A] = 0.20×(電圧 〔V〕 -1.0)の 電流電圧特性をもつ。 次の問いに答えよ。 (1) 電球の電流電圧特性に着目する。 電球の抵抗値は一定ではなく, 電圧や電流の値によっ 抵抗 20Ω 本 て異なる。 電球の抵抗値が26Ωになるときの, 電球に加わる電圧を有効数字2桁で求め よ。 S ダイオード 図1 電球 電源

振幅が何故こうなるのか分かりません

66 波の式 軸の原点Oにある波源Sか 振動数f, 波長の波が左右 に出ている。 S から右に距離L だけ離れた所に壁Rがあり,波 はここで振幅を変えずに固定端 反射される。Sから出る波の0 における変位y, 時刻t に対して y = Asin 2nft と表されるものとする。 (0 ≤ x ≤ L) (2) 壁からの反射波の式y2 をx, tの関数として表せ。 (x≧L (1) Sから壁に向かう入射波の式をx,tの関数として表せ。 66 波の式 COS @= R (3) SR間で,合成波の変位は次式のように表される。 y = 2A sin (イ) (ア), (イ)を埋めよ。 また, 常に y = 0 となる位置xを整数 n = 0, 1,2…)を用いて表せ。 (4) S の左側に生じる波 (合成波) の振幅を求めよ。 また, 振幅が最大 となるときのLを入, n で表せ。 (東京理科大) 187 Level (1) ★ (2), (3) ★ (4) ★★ Point & Hint 力学では単振動の式は y=A sin wt として扱うことが多い。 2π の関係がある。 T 点0で起こることは, 3 4tの時間を隔てて位 置xでくり返される。 (1) 波が原点Oから位置 xまで伝わるのに要す る時間⊿t をまず調べる。 次に, 位置 x で時刻 tのときの変位は, 0 でのいつの時刻の変位と 等しいかを考える。 (2) (1)の結果から壁 R でのy2 の時間変化がわかる。 そこで, R から位置 xまで伝 わる時間を調べる。考え方は (1) と同じこと｡ a IB cosa FB (3) 三角関数の公式 sinα土sinβ=2sin@th COS 2 (4)まず,Sから直接に左へ向かう波の式をつくる。 を用いる。

物理の電磁気の質問です。大問4の解答の左の1番上の段のF=|Fa-Fb|は分かるのですが、その後の Faは点A,点Cに、Fbは点B,点C に着目してクーロンの法則を用いているのが何故なのか分かりません

4 1 AはBから引力を受けているからB の電荷は負。 -g とおくと 90=9×10°x 2×10-q_ 0.12 2q g=5x10-5 .. -5x10-5C なお、問題文では 「電荷はいくらか」 としたが,「電気量はいくらか｣ と同じ 意味である。 「電荷」 の方が 「電気量」よ り広い意味で用いられているが,区別は 気にかけなくてよい。 A 2 F=9×10°× =1.6N, 引力 接触させると電荷の一部は中和する。 残るのは F'=9x10°× 3 F₂=429 Fc=kg.2gkg2 (2a) 2 F=√FB²+Fc² 電磁気 +2×10-+(−8×10-)=-6×10-6 この電荷は A, B に半分 (-3×10-) ずつ分かれ、再び離すと両者は負で岸 りょく 力となる。 - kq² √√1+ a = √5 kq² 2a² = 0.9N, 斥力 ( 反発力) B g |_2×10-×8×10-6 0.32 3×10-×3×10-6 20.32 = 1 Fr B+ A+ FB FB Fc F [9] FA C DU 4* 図のような電荷をもつ小球 A, B, C が直線上 にa, rの距離を隔てて置かれている。Cが受け る静電気力の大きさFを求め, その向きが右向 きとなるためのrの範囲を求め, αで表せ。 右向きとなるためには FA-FB が正と なればよい。102 .. r²-2ar-a²>0 左辺=0とおいたときの2次方程式の解 r=a±√2a を用いて r>0 より r> (1+√2)a Cを自由に置ける場合には, AB間も 含まれる (FA, FBともに右向きの力と なるから)。 A より左側はFAが左向き で右向きのFBより大きく(Aの方が電 気量が大きいし距離が近いから), あり 得ない。 次図の太線部が該当することに なる。このような定性的な見方も大切で ある。 +1C →+++ C +2g F=FA-FB k2gg -|(a+r) ² = k·a·a/ C... kQ kq2r²-2ar-a² (a+r)²² A B 5 実線が+ のつくる電場 点線がのつくる電場 灰色は合成電場 -q A B (1+√2)a. Q Eo D +q C 07 D' E2 07 kQ (2a)² (4a)² D… y方向はキャンセルして消えてし まう。 x 方向は E₁ F xC + Q 3kQ 16a², 北方向

赤マーカーの部分についてなのですが、有効数字が急に3桁になるのは何故ですか？問題文では全部2桁なので、答えも2桁にすると思ってたのですが、、、 解説お願いしたいです。

は,直角三角形の 辺の比より 始点をそろえる 基本例題 4 等加速度直線運動 東西に通じる直線道路を東向きに8.0m/sの速さで進ん 点を通過した瞬間から東向きに 2.0m/s' の一定の 加速度で 3.0 秒間加速し, その後一定の速度で進んだ。 (1) 加速し始めてから 3.0秒後の自動車の速度はどの向き (2) 加速し始めてから3.0秒間に自動車が進んだ距離は何 (3) (1)の速度で進んでいた自動車はある瞬間から一定のカ だときに東向きに 6.0m/sの速さになった。 加速度は 指針 v = vo+at x=cott/12/2at.....②, -at² v² — v²: ・・・・・・ ①, v=v0+at tが関係する (与えられている, または求める)場合は①式 を使う。 ① 式と②式は”とxのいずれが関係するかで判断 解答 東向きを正の向きとする。 (1) 速度をv [m/s] とすると, ① 式より v = 8.0+2.0×3.0=14.0m/s よって, 東向きに 14.0m/s (2) x [m] 進んだとすると, ②式より x=8.0×3.0+ 1/2 x = 8.0×3.0+ = x 2.0×3.0²=33m .0+/1/2×2.0 (3) 加速度をc 6.02-14 36-196 よって a したがって 08-0