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

名問の森の質問です。 (2)の解説部分の赤線がなぜなのかいまいちよく分かりません。教えてください🙇‍♀️

BxX 31 直流回路 電圧 100Vで使用すると, 80 W を消費する電球 L と, 40W を消費 する電球 M がある。 L, Mにかかる電圧 V〔V〕 と,電球を流れる電流 I〔A〕との関係を示す特性曲線は図1のようである。有効数字2桁で 答えよ。 19/9 名 00(1) Lに電圧 80Vをかけて使用するとき,Lの抵抗値はいくらか。ま た,消費電力はいくらか。 × (2) Lを電圧 100Vで使用しているとき,Lのフィラメントの温度は いくらか。ただし,抵抗の温度係数を2.5×10-3/℃ 室温を0℃と する。また,図1の点線はLの特性曲線の原点における接線を示す ものとする。 だから (3)図2において,Eは内部抵抗の無視できる起電力 120V の電池 Rは100Ωの抵抗である。 L を端子 XY間に連結して使用すると きLの電圧と消費電力はいくらか。ば (4)Lと100[Ω] の抵抗3本を並列にして(図3), 図2のXY間に連 結して使用するとき,Lにかかる電圧はいくらか。 × (5) LとMを並列にして、 図2のXY間に連結して使用するとき, L の消費電力はいくらか。 また, 回路全体での消費電力はいくらか。 Level (1) ★ (2) (3) (4) (5) Point & Hint Poji[C]での抵抗値は0袋)の (2)(4は抵抗の温度係数)が漁費電力 31 105 民として、R=R(1+al)と表され が大きいほど高温になる。つまり、グラ フの右上に向かって温度が高くなっている。 すると室温はどのあたりか。 706 図1を生かしたいのでにかかる圧を流れる電流を」として、キル ヒホッフの法則で関係式をつくる。一種の連立方程式の問題だが, グラフ上で解 くことになる。 (5)LとMを1つの電球とみて特性曲線をつくってみる。 LECTURE (1) 図1より V = 80[V] のとき I=0.7 〔A〕 の電流が流れるから, オーム の法則 V=RI より抵抗値 Rは R= == 80 0.7 ≒1.1×102 [Ω] 消費電力は VI = 80×0.7=56 〔W〕 RI2を用いてもよいが, VI ならダイレクトに計算できる。 10 M+J (2)V=100 〔V〕 のとき, I = 0.8 〔A〕 だから VOST V 100 R= == =125 [Ω] I 0.8 室温0℃はジュール熱の発生が無視できる原点近くの (VIが0に近い) 状態である。 [℃] での抵抗値 R のまま一定を保てば, 特性曲線は点線の 20 0.4 0.2 I[A] 1.2 225 1.0 0.8 0.6 Y 120V 100Ω RATE 図2 L IM 091 0 0 20 40 60 80 100 120 100Ω V(V) 図1 図3 ような直線となるはずだから Ro=1.0=20[Ω] よって, 求める温度を t [℃] とすると 点線のどこを 3. |使ってもよい 125 = 20 × ( 1 + 2.5 × 10-3t) .. t = 2.1×103 [℃] (3)Lの電圧、電流をV, I とすると, キルヒホッフの法則より 120 100I+V ・・・・・・ ① この関係を満たす V. Iは次図の直線(実線) で表される。 Lの特性曲線との交点が求める答 えだから V = 60[V] I = 0.6 (A) 消費電力はVI=60×0.6=36〔W〕 式①をグラフ化するとき 1次式だから直線 100Ω 120V 図 a

・（４）の二枚目の写真のオレンジの波線で引いてあるところで⊿Rがたされるのは問題文の⊿R/R=k•⊿L/Lの条件があるからですか？ ・(5)で二枚目の写真の「流れる電流が抵抗値に反比例する。よって電流の大きさはR/R倍になる」のところがなぜそうなるのか分かりません。 ・(６... 続きを読む

設問(4) 図3のように、可変抵抗 Y, 抵抗値が の抵抗 Ri.抵抗値が 5 r の抵抗 R2 電 圧計 ① そして電池を用いた回路に抵抗体Xを組み込む。 抵抗体 X が変形す る前の状態 (長さL, 抵抗値R)では,可変抵抗Yの抵抗値が のとき,電圧計 ①の指示値が0であった。抵抗体Xの長さをだけ伸ばしたときは、可愛 抵抗 Yの抵抗値を ⊿r だけ増加させたときに電圧計の指示値が0になった。 抵抗体Xの伸びAL と抵抗値の増加 4R との間にはんを定数として ARov AR AL =k- の関係が成立するものとして, 4L を R. Ark, L を用いて表せ。 R L 設問(6) 図3における抵抗体 Xと可変抵抗Yを抵抗R』 と抵抗R, に取り換え,電流計 A を接続して図4の回路を組んだ。 このとき, 電流計 A の指示値は 0.15A で、電圧計の指示値は30V (点a に対する点bの電位)であった。 抵抗 R1 の抵抗値は400Ω で, 抵抗 R』 の抵抗値は2600Ω, 抵抗 R2 と抵抗 R の抵抗値 は共に1000Ωである。 電圧計 の内部抵抗を1000Ωとして,この回路の点 cd 間の電位差を求めよ。 (x) R₁ r 図3 b a R2 d 価 設問 (5) 設問 (4)において, 点cd間の電圧は変化しないものとする。 電圧計の指示値 が0になるとき, 抵抗体 Xに流れている電流の大きさは,抵抗体が変形する前 と比べて変形した後では何倍になっているか。 また, 抵抗体 X における消費電 力は,抵抗体が変形する前と比べて変形した後では何倍になっているか。 変形 する前の抵抗体 X の抵抗値を R, 変形後の抵抗値をR' とし,それぞれをRと R' を用いて表せ。 0.15 c. 2600 Ra ⑩30V 全1000 d R₁ 40% h 図 4 R₂ 1000 f

(3)の三枚目の写真のR’-Rの式がよく分かりません

At t であ 物理 問題Ⅱ 図1のような長さL. 断面積 S, 抵抗値Rの抵抗体 X を考える。この抵抗体Xの左 右の端に大きさVの電圧をかけたとき、抵抗体Xの内部には一様な電場(電界) が生じ るものとする。 自由電子は電場から力を受けて一定の加速度で運動し、抵抗体X内の イオンなどと衝突し、 いったん静止する。 この衝突が一定の時間間隔で繰り返し起こ ると仮定すると、 自由電子の速さは時刻に対して図2のように変化する。 自由電子1個 の質量を電気量e (e>0) 抵抗体Xの単位体積に含まれる自由電子の個数を とする。 S 抵抗体 X 図 1 L 設問(1) 以下の文章が正しい記述になるように, (あ~か)に入る適切な数式をL.S.V. em,n, Tのうち必要なものを用いて表せ。 ( 抵抗体 Xの内部に生じる電場の強さは の大きさは (あ) なので,自由電子の加速度 であり自由電子の平均の速さは (う) 一方、この抵抗体Xの断面を時間の間に通過する自由電子の数は xv4t なので、この抵抗体 X を流れる電流の大きさは したがって, 抵抗体 X の抵抗率は (カ) となる。 である。 (え) (お) xvとなる。 この抵抗体 X に力を加えると,長さはL+4L (4L>0) になり, 断面積はS-AS (4S>0) になった。 この変形において、抵抗体 X の抵抗率は変化しないものとする。 ただし, LAL, S4Sとし, 1>|x|のとき (1+x)=1+pxの近似式を用い,また,微 小量どうしの積を無視するものとする。 設問(2) 抵抗体 X の長さがL+4L, 断面積がS-4Sのときの抵抗値R' を R, L, 4L, S, 4S を用いて表せ。 設問(3) 力が加わり変形しても抵抗体 X の体積が変化しないものとして, R'-R を R, L, 4L を用いて表せ。 速さ ・時刻 T 2T 3T 図2

3枚目のまるで囲んだところってどうしてこうなりますか？

設問(2) : x軸上を二つの正弦波 3, 4が伝わっている。 正弦波3の時刻t, 位置 xにおけ る変位ys は次式で表される。 ya A sin 2π a ( b t XC 正弦波4の時刻t, 位置 x における変位 ya は次式で表される。 t y4 A sin 2π 2π (+1) a これらの式において, A, a, b は正の定数である。 正弦波3が伝わる速さ を, A, a, b のうち必要なものを用いて表せ。 また,正弦波 3,4の合成波は定在波(定常波) になる。 0<x<bの範囲で生じ る定在波の節の位置x を A, a, b のうち必要なものを用いてすべて表せ。 必 要なら、次の三角関数の公式を用いよ。 a+B a-B sin a + sinβ=2sin- COS 2 2

L＝一次式の形のなれば、答えが②ってわかると思うんですけどどうやって式変形したらいいですか？有識者お願いします。

E 図のように, スキージャンプは、選手が高さんの急斜面から初速 0で滑り降りて、 斜面方向の到達距 2 離と滑空中のフォームと着地のときの美しさを競うスポーツである。横軸に高さん, 縦軸に到達距離を 共通 取ったとき, グラフとして最も適当なものを下の①~④のうちから一つ選べ。 ただし, 選手が水平面から斜 対策 面に飛び出すときに, 水平面から受ける垂直抗力による仕事はなく、水平方向にそのまま飛び出すものと -スト し、摩擦や空気抵抗は無視できるものとする。 ①1 0 水平面 Vo h ② h EQata

物理のエッセンスからです。 2ページ目のHighのところの「(だから右辺にマイナスがつく)」と書いてありますが、なぜマイナスがつくか分かりません。 分かる方、易しく教えて頂きたいです🙇🏻‍♀️

62 力学 [解説] 直線上の衝突では反発係数 (はね返り係数) e (0≦e≦1) の式が成り立つ。 いろ いろな書き方があり、自分なりの覚え方をしていればよい。 本書では次の形式で いこう。 衝突後の速度差=-ex (前の速度差) 注意すべきは,速度の差であって,速さの差ではないという点だ。 つまり、 正・負を考えて代入しなければならない(差をとるときの物体の順番は両辺で合わ せる)。そこで衝突後の“速度”を未知数とする。上式の左辺は素直に書けるし, 運動量保存則そのものが速さでなく,速度の式だからだ。速度はもちろん地面に 対する速度。1,2を連立させて解けば,答えの速度の符号が運動の向きを教 えてくれる。 EX1 静止している質量MのQに質量mのPが速 ひで衝突した。 その後のP, Q の速度 UP, UQ (右向きを正) を求めよ。 また, Pがはね返る条件 を求めよ。 反発係数をeとする。 P Vo m M 解 運動量保存則より mvp+Mv=mvo ① eの式より Up-VQ=-e(vo-0)2 衝突後 UP VQ ① +M×② と v を消去し (m+M)up= (m-eM)v m-eM Up = Vo m+M ①-mx② より (m+M)vg=(1+emvo ・③ ③ 図示するときは,分か りやすく正としておく (1+e)m VQ= Vo ・④ m+M Up<0だと Pがはね返るためには, up < 0 となればよい。 よってm<eM 一方, は無条件に正だから, Qは右へ動く当たり前だね。 左の方へ Vp 運動 ちょっと一言 運動量保存則を“後=前”のように書いておくと,このように辺々 で速く計算できる。 ちょっとしたテクニック。 こんな問題ではPが受けた力積がよく問われる。「力積=運動量 の変化」 より mu-mv として求めてもよいが、 作用・反作用を利 用し,Qの運動量変化 Mv0 にマイナスをつけた方が簡単だ。

光の屈折についてです。 解答の赤四角で囲ってある部分の意味がよく理解出来ないため教えて頂きたいです。 よろしくお願いします🙇‍♂️

[知識] 417. 光ファイバーの原理 屈折率1.5の 平面ガラス板の上下を, 屈折率 n (n <1.5)の媒質ではさみ, 左端A,右端 Bの外側は真空とする。 この平面ガラス の端Aから、入射角 0で光が紙面に平行 に入射した。 屈折率 n 屈折率 1.5 屈折率 n (1) 光が入射角0で平面ガラス板に入射したときの屈折角を' とする。このとき sin' を求めよ。 B (2)(1)の状況で入射した光が上下の境界面で全反射される条件を, 屈折角 0′ を用いて 求めよ。ただし,平面ガラス板の長さはその厚さに比べて十分に大きく,一度も境界 面で全反射せずに端Bに達することはないとする。 (3)(1)と(2)の結果から'を消去し、入射した光が上下の境界面で全反射される条件 は,sin0 がいくらよりも小さいときか求めよ。 (4) 入射角0によらず, 入射した光が上下の境界面で全反射される条件は,nがいくら よりも小さいときか求めよ。光が端Aで垂直に入射する場合は考えないとする。

物理についての質問です。写真の一枚目は問題文と解答の写真です。２枚目は教科書、３枚目は自分で考えた結果出てきた答えです。大問3がわかりません。解答にあるΔt×aベクトルはaとbの速度の和だと思うのですが、教科書にある①と②のやり方のどちらとも合っていない気がします。また３枚... 続きを読む

サ 東京発 東京 上野 大宮 風谷 発 発 発 本庄早稲田 宮崎 安中榛名 桜井沢 発 発 和倉温泉 七尾 良川 羽咋 高松 宇野気 津 発 発 着 金沢 発 5.35 6:07 6:45 佐久平 上田 6:14 発 長野 松任 小松 発 5:53 6:27 7:01 飯山 上越妙 発 発 発 加賀温泉 大聖寺 発 ! 6:36 ↓ | 50 芦原温泉 発 ! 6:48 1 黒部宇奈月温泉 着 6:19 6:59 7:28 福井 富山 発 6:21 6:37 発 6:20 7:01 7:30 新高岡 6:30 6:46 鯖江 発 7:11 ↓ 着 6:44 7:00 武生 発 6:32 7:15 金沢 小松 加賀温泉 芦原温泉 福井 発 6:00 発 6:46 7:02 教 発 16:53 7:37 8:01 6:11 6:19 ↓ 7:13 近江今津 7:16 8:02 ↓ 7:21 7:35 8:22 ↓ たけふ 教 備考 6:27 58 発 6:36 発 6:45 ↓ 着 6:57 7:27 <14> <11>> 7:29 7:10 7:38 京都 発 7:50 8:37 8:55 7:47 7:59 <11> 高槻 新大阪 大阪 発 発 着 8:15 9:01 9:18 8:20 9:06 9:22 北新幹線 2.0 [選択肢 ① 約155km/h ② 約185km/h ③ 約215km/h ④ 約245km/h ⑤ 約75km ⑥ 約100km ⑦ 約125km ⑧ 約150km 3. 以下の問いに答えよ。 [知識・技能] 右図のように,ある時刻にある地点Aを北向きに通過した物体が, 4.0s後に地点 Bを東向きに通過した。 この間の平均加速度の向きを図示し,その大きさを有効数 字2桁で解答せよ。 2.0m/s (2) 次のように等加速度直線運動をする物体がある。 以下の値を有効数字2桁で解答せよ。 3.[知識・技能] 有効数字に留意し、 単位を付記すること A (1) 4.05 2.0.15 B 2.0m/s 流 ふき 180 大きさ B 2.0m/s (2) ア -1 7.1 x 10 m/s² 4.0m/s2 st x a 2.0 *s 必要に応じて補助線等を使用し、 平均加速度の向きを丁寧に図示 すること 8.0m オ 2.0m/s A (3)ウ IP- <芋> -2.0m/sa <理> <芋> <理> -2.0 m/s 40s 4.0 s VA 6.0m/s -6.0 m/s (12×10m) 3.0g 6.0s て (308) 14 ↑足さ

展開の仕方を教えて欲しいです。 上の式から下の式への展開の仕方が書かれておらず、 展開のやり方が分かりません。 分かる方教えてください。

0=0+ v₁₂T+(-9 sin 0 ) T2 2 201 よって,T= 0. g sin