（2）解説の線を引いたところが分かりません。 F＝−ω^2xの意味は分かるのですが、そこからmω^2＝kといえる理由を教えてください。

がれ ~④の 物 oooooooooo m 71 摩擦のある運動 ばね定数kの軽いばねの一端 に質量 m の物体を取りつけ, あらい水平面上に置き ばねの他端を壁に取りつけた。 ばねが自然の長さのと きの物体の位置を原点として, 図のようにx軸を とり, 力の正の向きはx軸の正の向きとする。重力加速度の大きさをg, 物体と水平面 の間の動摩擦係数をμ とする。 (1) 物体をx軸の正の向きに引き, ある位置で物体を静かにはなすと, 物体は動き始め、 時間がだけ経過したとき速度が初めて0になった。 この間, 物体の位置がæのとき, 物体にはたらく力の水平成分Fはいくらか。 (2) (1) のとき, はいくらか。 7重なった2物体の単振動 図のように、ばね定 小物体

4番って①じゃなんでダメなんですか？ 参考書にはRIの二乗=R分のVの二乗って書いてあるんですが何が違うんですか🙇‍♂️

に入れる式として最も適当なものをそ 物理基礎 問3 次の文章中の空欄 3 れぞれ直後の で囲んだ選択肢のうちから一つずつ選べ。 発電所から遠方の消費地に電力を送る場合, 送電線の抵抗による電力損失を少 なくするために、 変圧器を用いて, 発電所の近くで高電圧にし、消費地の近くで 電圧を下げる。図3は、そのことを簡単に示した模式図である。 発電所からは P. [W] の一定電力が送り出されており,変圧器は電力損失のない理想的なもの とする。 変圧器1で,電圧 V [V] から V [V] に上げた場合, 送電線を流れる (1) 1 V₁ V倍になる。よって、送電線全体の電気抵 電流は発電所側の 3 V ③ V₁ (1) V2 r P=VI 抗を [Ω] とすると, 送電線全体で損失される電力は, ② VP。 4 Vo V2 ③ VoPo R V [W] となる。 変圧器2で電圧が下げられ, 消費地に電力が送られる。 rP2 V2

(3)なぜQには上向きに流れるのですか？

[知識 534. コイルを含む回路図のように, 内部抵抗が無 視できる起電力40Vの電池E, 抵抗値がそれぞれ60 Q,20Ωの抵抗 R1, R2, およびコイルLを用いた回 路がある。はじめ, スイッチは開いていた。 (1)~(3) の場合において, 点P, Qにおける電流の向きと大き さはそれぞれいくらか。 P• ESTEL R2 (1) スイッチを閉じた直後 Ri (2) スイッチを閉じてから十分に時間が経過したとき 大 (3) (2)の後にスイッチを開いた直後 例題75)

(2)，(3) 消費電力の時間平均の式はこれは公式ですか？ セミナーという教材にのっていなかったのですが、、

(2) 振動電流の最大値は何Aか。 [ 100V 552. 変圧器と送電 発電機で発電した実効値100V 10.0 Aの交流について、 変圧器で電圧を変え、送電線で送電す ることを考える。 変圧器の一次コイルの巻数は300回、二 次コイルの巻数は600回であり、一次コイルに発電機、二次 5 コイルに送電線が接続されている。 送電線の抵抗値は一次 10.0A 変圧器 2000円 二次 20.0Ωである。 変圧器では、電力は失われないものとする。 コイル コイル (1) 二次コイルに生じる電圧の実効値と、 流れる電流の実効値はいくらか。 (2) 送電線で消費される電力の時間平均はいくらか。 (3) 二次コイルの巻数を6000回にしたとき、送電線で消費される電力の時間平均はい くらか。 282 章 磁気

（3）棒が斜面上向きに動くことはないですか？

出題パターン 磁束を切る導体棒 鉛直上向きに、磁束密度B(Wb/m²= N/(A・m)) の一様な磁界がある。 磁界と (rad) の角をなす斜面上に、2本の長い 直線導体 aa bb' が平行に間隔 [m)だ け離れて置かれている。 長さ(m) 質量 (kg)、抵抗値R (Ω)の金属棒の両端X, So Yが、それぞれ導体 aa, bb'に接し、導体と常に直角を保ちながら、なめ らかに動くものとする。また、導体の上端部a. bにはスイッチ S. Sa 抵抗値'(Q)の抵抗がつながれている。重力加速度の大きさを g(m/s) とする。 (I) はじめに S を閉じた。電源の電圧をF(V)にして、金属棒を支える 手を静かに放したところ、 金属棒は動かなかった。 (1)金属棒が磁界から受ける力の大きさ(N) をFを含む式で表せ。 (2) 金属棒に働く力のつりあいの条件によりgを含む式で表せ。 ま たから見てbの電位は高いか低いか。 (Ⅱ) 次に, S, を開き、 S を閉じて十分時間がたったところ、 金属棒は速 さu (m/s)の等速運動をした。 (3)回路に生じる誘導起電力の大きさ(V) を を含む式で表せ。 また 金属棒を流れる電流の向きはXY, Y→Xのいずれか。 (4)をg を含む式で表せ。 (5) 等速運動をする金属棒に対し、重力のする仕事率P (W) はいくらか。 (6) このとき、回路全体の抵抗で1秒間に発生するジュール熱Q(J)はい くらか。

(1)抵抗が2つだったらそれぞれに流れる電流を考える というのはそういうものとして暗記しても大丈夫なものですか？

第1章 磁気 529. 磁場中を運動する導体棒 鉛直上向きに磁束密 度B[T] の一様な磁場中で,水平面内に置かれた長方 形ABCD の導線上に, 導体棒 ab を AD, BC と垂直 に置き,一定の速さ v [m/s]で右向きに引く。 AB=CD=L〔m〕 で, AB間とCD 間には抵抗 R[Q] がある。 なお, 棒と導線の間に摩擦はないとする。 R[Ω] A BB[T〕 b C v [m/s] L[m] R[Ω] D a (1) 棒 ab が一定の速さで動いているとき, ab間を流れる電流の大きさを求めよ。 (2) 棒ab を一定の速さで動かすときの外力の大きさを求めよ。 00 $5 例題74

(1)についてなのですが電流が流れる時電位の高い方から低い方に流れるのであれば赤線の矢印は逆じゃないですか？なぜその方向なのか教えて欲しいです

[146] ある。 Gは内部抵抗の無視できる検流計,Sはスイッチ 物理 136385 ホイートストンブリッジ 右図のような回路が 143 可変抵抗器の抵抗値が10Ωで,スイッチが開いて いるとき, Rは可変抵抗器, 電池の起電力は1.5V (内部抵抗は無 視する) である。 5.0 Q S a (1)点bと点cの電位をそれぞれ求めよ。 (2) ab間とac間の電圧をそれぞれ求めよ。 (3) 流の向きはbcの向きかc→bの向きか。 Gに流れる電 この状態でスイッチを閉じたとき, R 20Ω 10Ω C 1.5V 次に,可変抵抗器の抵抗値を変えたら, スイッチを閉じても検流計Gに電流が流 れなくなった。 (4) 可変抵抗器の抵抗値はいくらか。 N d

(3)を教えてください。

1KW 201. ケプラーの法則と万有引力の法則 月は地球を中心とする半径rの円軌道を描くとして、 月の公転周期との関係を求めてみ る。 月が円軌道を描くための向心力は,地球と月との間の万有引力である。 地球と月の質量 をそれぞれ M,m, 月が地球を回る角速度を ω 万有引力定数を G とする。 (1)月が等速円運動するのに必要な向心力の大きさ F1 を求めよ。 \myw² (2)月にはたらく万有引力の大きさ F2を求めよ。 72 (3)周期Tと半径rとの関係として,をG,Mで表せ。 G4-2 2 2π T'= (2) 2=4213 2 mrm² GM 42 r3 GM mrw² m A M Mm G

ローレンツ力の分野です。（3）の解説の説明の交流電圧の角周波数が円運動の角速度と等しくなっていれば〰︎とあるのですがなぜそうなるのかわからないです。教えて頂きたいです。よろしくお願い致します。

【3】 正の電気をもつ質量の荷電粒子を加速する ことを考える。いま、半径 R,厚さの中空で半円 形の電極 AとBを図のように距離だけ離し、平面 上に置いた。ただし、厚さと距離はいずれも半 径Rより十分小さいものとする。2つの電極には図 の真上から見た図に対して紙面を裏から表に貫く方 向に磁束密度の大きさ B の一様な磁場がかかって いる。2つの電極ではさまれた領域 (Cとする) には 磁場はないものとする。電極AとBの間には交流 電圧V(f)=Vcos.ℓ,f が加わっており,t=0のと 真上から見た図) C A B P Be Bo /装置の\ 断面 CB 8E き、電極Aが高電位とする。 また領域Cの電場は一様とみなせるとしよう。 ABU Q FK この装置によって荷電粒子が加速されるようすは次のとおりである。 時刻 f=0 に電極 Aの右端の点Pに荷電粒子を置くと電圧V によって加速され、 電極 B に入る。荷電粒 子が2つの電極間の距離を移動する時間は十分短く、その間電圧は一定とみなせるもの とする。電極 Bに入った荷電粒子はローレンツ力を受けて円運動を行い,領域Cに達す るが、電極内の移動時間は領域を通過する時間に比べて十分長い。したがって、この 間に交流電圧の位相が180°変化していれば荷電粒子は再び電圧V によって加速され、 電 極Aに入って円運動を行い、領域Cに達する。 このように電極 A, B内で円運動した荷 電粒子は領域Cを通過するたびに加速をくり返す。以上を考慮して次の問いに答えよ。 (1) 時刻 f=0 電極 A の右端の点P に置かれた初速度の荷電粒子が電極 B に入ると きの速度を求めよ。 (2) 電極 Bに入った荷電粒子が行う円運動と円運動の向き(時計回り、反時計 回り)を答えよ。 (3)(2)の荷電粒子が電極 B内を通過する時間および領域Cに到達した荷電粒子を再 Vで加速するために必要な交流電圧の角周波数」をそれぞれ求めよ。 (4)(3)の荷電粒子が領域Cを通過して電極Aに入るときの速度 #27 電極 A内での円運 動の半径 および電極A内を通過する時間をそれぞれ で表せ。 (5)ここまでの考察により, 荷電粒子は領域Cを通過するたびに電圧Vでどんどん加速 されるが,加速に伴って電極 A, B内での円運動の半径がどんどん増大してしまい 荷電粒子が到達できる速度の上限が電極の大きさに依存してしまう。そこで,荷電粒子 の円運動の半径を保ったまま加速するには磁束密度の大きさと交流電圧の位相をどのよ うに制御すればよいか、答えよ。

解き方教えてください

図のように, コンデンサーC1, C2 (電気容量 C1, 2 [μF〕 ) と電池E (電圧レ [V]), 切りかえスイッチSを接続した。 最初Sは開いており C1, C2に電荷 は蓄えられていないものとし, 次の (a), (b) に答えよ。 (a) Sをa側に倒した。 C の電気量 Q [C] を求めよ。 (b)次にSをb側に倒した。 C, C2の電気量 Q', '[C] をそれぞれ求 めよ。 (1) =3.0μF, 2=4.0μF, V=21V のとき E a_ ② 図のように、抵抗値尺の3つの抵抗と, 内部抵抗の無視できる起電 E1, E2の電池からなる回路に,電流, k, kが流れている。 E 12V, E2=3.0 V, R=30 Ωのとき, 4, k, kはそれぞれいくら か。 I₁ In En B