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物理 高校生

この問題のエネルギー保存で磁場による力F=IBLの仕事と誘導起電力の仕事を考えなくていいのは何故ですか?

実戦 /0 4 基礎問 /18 [注 86 磁場中を運動する導体棒II 図のように,水平と角度0の傾角をもつ導体の 平行レールが間隔/で固定されており,上端には 起電力Eの電池Eと可変抵抗器がつないである。 長さ1,質量mの細い導体棒 abをレールに直角 にのせ,レールに沿って滑って移動できるように 解 a B」 ょり 0 なっている。また,磁東密度Bの一様な磁場が鉛直上向きに加えられており、 I. (1 重力加速度の大きさはgとする。導体の電気抵抗や導体棒 ab とレールとの ンジ 間の摩擦力は無視できるものとして, 次の問いに答えよ。 no ○○OI. 可変抵抗器の抵抗がある値のとき, 導体棒 ab はレール上で静止した。 ab を流れている電流の大きさはいくらか。 I.可変抵抗器の抵抗をある値にすると導体棒 abはレールに沿って上昇し、 しばらくすると一定の速さ uになった。この等速運動について考える。 boの 導体棒 abに発生する誘導起電力はどの向きにいくらか。 ODO このときの可変抵抗器の抵抗値Rを求めよ。 (3)次の物理量を求めよ。また, これらの間に成り立つ関係式をかけ 電池が供給する電力 PE 抵抗で発生する単位時間あたりのジュール熱P bO人 導体棒abを上昇させるための仕事率び る。 場。 (3 (高知大) ●電磁誘導とエネルギー保存の法則 金属棒の運動による電礎 誘導では,力学的なエネルギーと電気的エネルギーが相互に変 精講 換される。 力学的エネルギーの変化、 電池の仕事 外力の仕事- 抵抗で消費される エネルギー コンデンサー·コイルに 蓄えられるエネルギー 着眼点)力学的なエネルギー→金属棒やおもりの運動,外力でチェック 電気的エネルギー中閉回路に含まれる素子(電池など)でチェック。 発展 エネルギー保存の法則は電磁気系または力学系に分けて考えること もできる。 電磁気系:電池および誘導起電力の仕事の和で考える 力学系 2路

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物理 高校生

(1)について質問です。 浮力F=水の密度ρ×物体の体積V×重力加速度g なので F=ρ0Vg だと思ったのですが回答はρVgでした。 なぜρ0Vgではないのか教えてください!!

発展例題7 浮力の反作用 発展問題 82 図のように,質量Mの容器をはかりの上に置き, 体積 V。の 水を入れて,体積Vの木片を静かに水に浮かせた。水の密度を Oo, 木片の密度を o, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 木片が受けている浮力の大きさを求めよ。 (2) 木片全体の体積Vに対する水面から出ている部分の体積 の比率を求めよ。 (3) 容器がはかりから受けている垂直抗力の大きさを求めよ。 木片 水 木片は重力と浮力を受けて静止して (3) 水と容器を一体の 指針 おり,それらの力のつりあいの式を立てる。また, 木片が受ける浮力の反作用として,水は木片から ものとして考えると, その重力は (M+pV)g, 浮力の 反作用はpVgで鉛直 M下向きに受けている。 はかりから受ける垂直抗力をNとすると,これ らの力のつりあいから, N-(M+o V) g-pVg=0 N=(M+pV+pV)g 別解)(3) 木片,水, 容器を一体のものと して考えると,重力と垂直抗力Nのつりあいか N=(M+p,V.+pV)g oVg N 力を受けている。 (M+poV)g (1) 木片が受ける力のつりあいか en 解説 ら,浮力をfとすると, f-oVg=0 (2) 木片の水中にある部分の体積をVWとする と,浮力fは,f=poVwgとなる。(1)から, f=pVg PoVwg=pVg Vw=2v Oo V-2v 求める比率は、1V-Vw V Oo O-0 V O0 ら,

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物理 高校生

(5)以外の答え合わせをお願いします……!アンダーラインを引いているところが答えです。間違えているところがあれば教えて下さると嬉しいです!

No.1-a No.1 有効数字 (5) 1.0L の水に 2.0×102gの塩を溶かした。この塩水の質量パーセント濃度は何%か。 水の密度は1.0g/cm3 とする。 有効数字の計算 (1) 和と差 → 四捨五入で 最後のけたをそろえてから計算 する。 2.0x10 ス0x100 22,0x10" (x100を忘れたい) 福2.0x103 0.15 10.5 0.2 + 10.5 10.7 ↑小数第二位 → 小数第一位 → 計算結果を、使った数字のけた数が最も少ないものに合わせ 四捨五入する。 質ベーeント濃谷 家夜147 ↑小数第一位に合わせ四捨五入 9% 20% (2) 積と商 然 1.25 2.5 3.125 3.1 三桁 二桁 (6) A さんはドアを開けようと8.72 N の力で引っ張っている。Bさんは開けられまいと、 11.3 Nの力で反対向きに引っ張っている。ドアには開く向きと閉まる向きの、どちら向き に何Nの力が加わっているか。 二桁に合わせ四捨五入 ※例外「半分にする」 などは「O.O○-2」 などと計算するが、有効数字一桁とはしない。 (2ン2 練習問題 Aさe -8.92 有効数字に注意して解答しなさい。 必要があれば、 8.72 P9まる向きに258N 2.58 ×10° の形で答えること。 113N (1) 3.5 m の質量が14 kg の棒がある。この棒 1.00 m の質量はいくらか。 (2) ↑この棒5.00 mの質量はいくらか。 35/4 (7) 120 mを移動するのに、前半の 60mは毎秒1.20 m で歩き、後半の 60mは毎秒 7.50 mで 走った。かかった時間は何秒か。 ()14:3.5=4 4k4. 20- 60-1.20:5.0meo! 60:7.50: 8.0 (2)4×5.00-20 20k2 750/600 5.0+8.0:13秒 そうじの時に1クラス 4.80Lの水を使う。この学校のクラス数は 25 クラスある。学校全 体では5日間で何Lの水を使うか。 (3) 縦7.8m、横6.0mの畑の面積はいくらか。 (4) ある日、この畑からトマトが5.65 kg 収穫でき、 隣の畑からはトマトが10.5 kg 収穫でき た。収穫したトマトの総量はいくらか。 4.80×25×5:600 4.8 6.0×10°L ×12 5 24 0 6 (ノ7.8x6.0-46-8 4.9×10he (4)5.65+10,516.15 16.2kg. 28 と6、0 00 468 76.8 ずう 600.0 5.65 t1o.5

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物理 高校生

赤の矢印の部分なのですが、「V0>0なので」と書かなくて良いのですか?

の円筒から離れるときの条件」 STEP 2)1間違えやすい問題を攻略しよう 例題日半径方向の運動方程式は?├ STEP えんとク 右図のように、 点Oを中心とする半径rの円筒を鉛直面で半分に切ったも のが、最下点Aで水平面となめらかにつながっている。水平面上にある質 O。 量mの小球を速さ voで水平にすべらせたところ, 小球は最高点Bまで円筒 m 内面に沿って運動し, 点Bから水平に空中へ飛び出した。小球と面との間 Do O→ 水平面 A の摩擦は無視できるものとし, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) 小球がZAOP=0となる円筒内面の点Pを通過するときの速さを求めよ。 小球が(1)の点Pを通過するときに円筒内面から受ける垂直抗力の大きさを求めよ。 (3) 小球が点Bまで円筒内面から離れずに運動できるための の最小値を求めよ。 ココを間違う! 小球は円筒内面に沿って円運動をする。点Pで小球にはたらく力を円の半径方向と接線方向 に分解し,半径方向の運動方程式をつくる。その際, 円の中心へ向かう向きを正の向きとする (あるいは小球とともに運動する観測者から見て半径方向の力のつり合いの式をつくる)。 また,小球が面から離れない条件は 「面から受ける垂直抗力と 0」 である。 解答例 (1) 小球が点Pを通過するときの速さを»とすると, 水平面を重力によ る位置エネルギーの基準として, 力学的エネルギー保存の法則より 下図の高さ AHは AH=0A-OH =rーrcose =1-cos) 州=m大州gr(1-cos) 1 ーmvo? 2 -mv?+mgr(1-cos0) 2 r (答) よって、ひ=Voo-2gr(1-cos) (2) 小球が点Pを通過するときに円筒内面から受ける垂直抗力の大きさ をNとして,OP 方向の運動方程式をつくるとココ H A 2小球にはたらく力の半 径方向の成分だけで運 動方程式をつくる。 円 の中心向きを正の向き ,2 m- r =N-mgcos0 よって,N=m- -+mg cos0 r この式に(1)の結果の式を代入して とする。 vo°-2gr(1-cos0) N= m +mg cos @ ス r v0° r PO (mgcosé +mg(3cos0-2) …(答) (3) 0=180° とした点が点Bであるから,0=180° として(2) で求めた垂 直抗力の大きさが0 ココとなるときのあを求めればよい。 = m- r A mg 小球が点Bで面から受 ける垂直抗力が0以上 であれば、小球は点B にたどりつける。 20? 十mg(3cos 180°--2) 0= m r 2 Vo° 0= m- +mg(-3-2) よって, v0=V5gr . (答) r 面から離れるときの垂直抗力は

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