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物理 高校生

基本例題68の(2)で どうしてグラフの交点が答えになるのでしょうか

9:26 5月11日 (土) ... 例題 解説動画 @ 93% 題 485 基本例題68 非直線抵抗 物理 基本問題 487, 489 E₁ d 図のような特性をもつ白熱電球Lと200Ωの抵抗Rを直 列に接続し、内部抵抗が無視できる起電力100Vの電池に 電流 [A] 1.0 e CD つなぐ。次の各問に答えよ。 0.8 E2 f (1) 白熱電球Lの両端の電圧をV, 回路を流れる電流を0.6 Iとして,VとIの関係式を示せ。 0.4 0.2 (2) 回路を流れる電流の大きさを求めよ。 電圧[V] -, 計算 (3) 白熱電球Lで消費される電力を求めよ。 0 20 40 60 80 100 これか 負なの 。 =0.40A, 指針 (1) 白熱電球Lの両端の電圧Vと, 抵抗Rの両端の電圧の和が, 100V になること を利用して式を立てる。 となる。 V+200I=100 (またはV=100-200I) [A] ↑ 第V章 電気 き,電 向き の符号 略の取 閉回路 ■解説 の閉回 式 (1)回路は,図のよう に示される。 R の両端 の電圧は200I であり, これとVの和が100V (2) (1)で求めたVとIの関係を特性曲線のグラ フに描くと, 特性曲線との交点の値が, 回路を 流れる電流I, 白熱電球にかかる電圧Vとなる。 (3) 「P=VI」 の式を用いる。 (2) (1)の結果を特性 曲線のグラフに示す と、図のようになる。 交点を読み取ると, I=0.40A (3)(2)のグラフの交 点から, V=20Vと 0.4 V=100-200 R 200Ω 0 20 100[V] TKV- 200g I 100V|| 読み取れる。 求める電力をPとすると,Lにか かる電圧がV, Lを流れる電流がIなので, P=VI=20×0.40 = 8.0W 題 486 基本問題 [知識 473.電流と電子の速さ 断面積 2.0×10m²のアルミニウムの導線に, 4.8Aの電流が れてマン 3 + + not* × 1028 愛のな

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(3) 棒PQにはたらく水平方向の力ってなんですか? 速さが一定になると力が0になる理由と流れる電流が0になる理由も分かりません。解説をお願いします🙇‍♀️

電磁力と誘導起電力 発展例題 45 鉛直上向きに磁束密度Bの一様な磁場中に, 2本の 直線導体のレールが間隔で水平に置かれ, 内部抵抗 スイッチ の無視できる起電力の電池, 抵抗値Rの抵抗, およ びスイッチに接続している。 レール上の導体棒 PQ は、レールと垂直であり, なめらかに移動できる。 E (1) スイッチを閉じた直後, 棒 PQ が磁場から受け る力の向きと大きさを求めよ。 指針 (1) スイッチを閉じた直後には, 棒PQにまだ誘導起電力は生じていない。 314 (2) 速さがvのとき, 誘導起電力はvBl である。 棒PQ を起電力 v Blの電池とみなし, キルヒ ホッフの第2法則を用いる。 (3) 速さが一定となるとき, 慣性の法則から, 棒 PQにはたらく水平方向の力は0となる。 解説 (1) スイッチを閉じた直後, 棒PQ の誘導起電力は0である。 棒PQを流れる電 流はQ→Pの向きに,I=号である。 棒PQ RD が磁場から受ける力の向きは, フレミングの左 手の法則から、 図の右向きとなる。 力の大きさ EBU Fは, F=IBl= R (2) 棒PQ に流れる誘導電流は,レンツの法則 棒PQ の速さが” となったとき, 棒 PQ に流れる電流の大きさはいくらか。 棒PQの速さは一定値に近づく。 この速さはいくらか。 E-vBl R 発展問題 536,537 P低 B v= 電磁誘等 から,P→Qの向きであ Pが低電位, Qが高 電位となる。 棒PQは, 誘導起電力を生じる電池 とみなすことができ,P が負極, Qが正極となる (図)。したがって,誘導起電力は,電池の起電 力Eと逆向きに 流をことすると、 Blである。 PQを流れる電 キルヒホッスの第2法則から、 E-v Bl E-vBl=Ri i== R (3) 一定の速さをvとする。 このとき, 棒PQに はたらく水平方向の力は0 となるので、流れる。 電流も0である。 (2) のの式を用いて, 0== E BU R E ◎B v Bl P

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(4)の問題です。 ロープの張力がすなわち引く力となるなら(4)の動摩擦力と等しくなったら動かなくなりませんか?教えてください!

例題18 水平面上の仕事 粗い水平面上に置かれた質量50kgの物体にロープをつけ,水平方向に 100Nの力で引いて、ゆっくりと10m移動させた。このとき,次の力がし た仕事は何Jか。ただし,重力加速度の大きさを9.8m/s²とする。 (1) ロープの張力 (2) 重力 (3) 垂直抗力 (4) 動摩擦力 指針 ゆっくりと移動させているので,物体が受け る力はつりあっている。これらの力を図示して、 仕事 の公式 「W=Fxcose」 を用いる。 そのとき, 力の向 きと移動の向きとのなす角に注意する。 垂直抗力 「解説」 (1) 物体が受ける 力は、図のように示される。 ロープの張力と移動の向きは 同じ (0=0°) なので, 動摩擦力 100N 重力 W=100×10×cos0°=1000=1.0×10°J (2) 重力の向きと移動の向きは垂直 (0=90°) なので, ・基本問題 103, 標準問題 106 50kg 100N -10m- W=(50×9.8) ×10×cos90°= 0J (3) 垂直抗力の向きと移動の向きは垂直 (0=90°) なの で, (2)から,垂直抗力がする仕事はOJである。 (4) 動摩擦力の向きと移動の向きは逆(0=180℃) なので, 動摩擦力がする仕事は負となる。 W=100×10×cos180°=-1000=-1.0×10°J Advice 各力の仕事の和は、 合力の仕事に等しく, 物 体がされた仕事の和になる。

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どうして(1)で遠心力を考慮していないのでしょうか?速くすればするほどmrω²/sinθ分大きくなっていくのではないのでしょうか?

基本例題12 円錐振り子 図のように、長さ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yとして, 次の各問に答えよ。 (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Usin0 である。 解説 (1) 糸の張力の大き さをSとすると, 鉛 直方向の力のつりあ いから, Scost=mg mg coso S = - こ S Scost Ssine img (2) 糸の張力の水平成分 Ssin0mgtan0が向 心力となる。 運動方程式 mrw² = F から、 m (Usind) w2=mgtan0 周期T は,T= 2π W 基本問題 55,56,57 = =2π 00 (= Icoso g g l cos 0 別解 (2) おもりとともに 円運動する観測者に は,Sの水平成分と 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, (2) の運動方程式と同じ結果が得られる。 m (Isine) w²-mg tan0=0 m m (Isin) w² Ssin0=mgtan mg 【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。 第Ⅰ章 力学

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