【高校物理、電磁気学】 河合塾出版の参考書、「高校物理」の例題4-5で分からないことがあります。 (c)(d)を解説と異なる方法で求めようとしました。(c)は答えが合いましたが、(d)は合いませんでした。私の解答を書きますので、どこが間違っているかをご指摘頂きたいです。一応... 続きを読む

第1章 電場 275 例題 4-5 電場と電位・位置エネルギー 真空中の電荷と電場に関する下記の y 文において, (a)から (d) にあ てはまる式を記せ。 ただし, クーロン P(-d,d) の法則の比例定数をk [N·m²/C2], •C(0,d) 電子の電荷を -e [C], 電子の質量 をm[kg] とし, 無限遠点での電位を 0Vとする。 0(0, 0) x B(-d, 0) A(d, 0) (1)A(d,0) と点B(-d, 0) に正の電荷 Q を固定し,y軸の点 C(0, d) 電子を置く。 D(0,- -d). 点Cで速度 0 であった電子が電場で力を受けてy軸上を動くとする と、原点0での速さは (a) | [m/s] となる。 (2) 点Aと点B の正の電荷 Q のほかに, 点Cに電気量 Q [C] の点電 荷を固定する。さらに,これら3つの点電荷を固定したままで, y 軸上 の負の方向の無限遠点に置かれた電気量 - Q [C] の点電荷をy軸に 沿って点D (0, -d)までゆっくりと動かす。 このときに外力がする 仕事は(b) [J] である。 (3)点Aと点Bに電荷 Q, 点 C と点Dに電荷 - Q を固定した状態から, 点Cの電荷 Q をC→P→B の経路で点B まで, また点Bの電荷 Q をB→O→Cの経路で点 Cまで同時にゆっくりと動かす。 このとき外 力がする仕事は (c) [J] である。 さらに,点Aの電荷 Q と点B の電荷 Q を固定したままにして, 点Cの電荷Qをy軸の正の方向に向かって無限遠点まで,また点Dの 電荷-Qをy軸の負の方向に向かって無限遠点まで同時にゆっくりと 動かす。 このとき外力がする仕事は(d) [J] である。 (東北大) 解答 (1) (a) 点A,Bの電荷による点Cおよび点0の電位は, それぞれ, Vc= kQ kQ √2kQ + √2d √2d d kQkQ_2kQ Vo d V₁ = kQ+kQ d 求める速さをひとする。 力学的エネルギー保存則より, 1/12m+(e)xVo=(-e) Vc .. mv²= (2-√2) kQe d

最後の問題で力学的エネルギー保存の式が０以上としているのは何故ですか？

6 いろいろな運動 軌道 地球 する。 例題 50 地球の質量を M, 半径を R, 万有引力定数をGとする。 (1)地表すれすれに円軌道を描いて飛ぶ人工衛星の速さ(これを 第1宇宙速度という) と周期 T を求めよ。 (2)地表面における重力加速度gを用いて表せ。 (3)地表面から人工衛星を打ち出し,地球から無限遠方に到達させ たい。 打ち出す速度はv (これを第2宇宙速度という)以上でな ければならない。ひ を求めよ。 遠心力 (1)人工衛星の質量を とする。 (万有引力)=(遠心力) より GmM R2 心力 V₁ m R = m- R GM . 01= R T = 21- W = 2 (n=4) GmM R2 2лR R T= 2πR V₁ GM (2)(地表面での重力)=(遠心力) Vi mg = m- . v=gR R (3)打ち出した速さを v, 無限遠方での速さをu とおく。無限遠方での万有引力による位置エネ ルギーは0だから力学的エネルギー保存則より 万引力による位置エネルギ mo mv² +(-6)= mu² -mu20 R (打ち出した瞬間) ( 無限遠方) これを解いて≧ 2GM このとき R 万有引力による。 ココが 2GM(=√2vs) . 02= R ポイント) 位置エネルギーの VA m M ME -G(RW) [人工衛星を無限遠方に到達させるための条件] (運動エネルギー) + (万有引力による位置エネルギー) -18

4番の問題なんですが、重心の公式には分母が質量だと覚えたのですが、解答には分母が重さだったので疑問になりました。重心の公式の分母には質量以外にも重さを用いてもいいのでしょうか。解説お願いします。🙇

4 図4のように, 軽い一様な棒に重さ w4w, 3w の物 体が固定してある。 全体の重心はどこか。 5 図5のように, 重さ 5.0N, 長さ 1.0m の一様な棒の 一端をちょうつがいで固定し, 他端に鉛直上向きの力を 図 4 図 5 A w 20 cm- 4w 20 cm. 3w -1.0m

この問題の解答を教えて頂きたいです。途中のやり方もあったら助かります。

[7](思判表)高さ 39.2m のビルの屋上から,初速度 9.8m/s でボールを鉛直上方に投げ上 げた。重力加速度の大きさを 9.8m/s2とし直上向きに座標軸をとるものとする。(教 P.29) (1)ボールが最高点に達するのは,投げ上げてから何秒後か。 (2) 屋上から最高点までの高さを求めよ。 (3)ボールがビルの屋上と同じ高さに戻ってくるのは,投げ上げてから何秒後か。 。 (4) ボールがビルの屋上と同じ高さに戻ってきたときの速度を求めよ (5) ボールが地面に達する時刻は,投げ上げてから何秒後か。 4点×5 9.8 m/s È Q 139.2m 0000

物理なんですけど、よく分からないので教えてください、

8:46 All 83% 24.mc2.osakac.ac.jp + ④ 2024Moodle F細 第1問 質量 20kg のおもりを天井から, 01 = 60 °,02 = 30°となるようにつるすと,ちょうどつり 合った. T m T₂ (1) 運動方程式 (つり合いの方程式)を書け. (2) 張力T1,T2 を求めよ. 第2問 水平面と0=30°をなす荒い斜面の上に質 量m = 10 kgの物体を置き,手を離すと,物体は 斜面下方へ運動した. ただし, 動摩擦係数を0.20 とする. (1) 垂直抗力をN, 物体に生じた加速度をαと するとき,運動方程式を書け. (2) 垂直抗力と加速度を求めよ。 |||

至急！この問題がわからなくて、解答もないので解説していただきたいです🙏

20kg 10kg 9 図のように、 水平な床の上に質量 Mで長さの物体Aを置 き、Aの右端に質量m の物体Bをのせる。床と A との間に摩擦 はなく、 AとBとの間の動摩擦係数を1とする。 A をある 力f で右向きにひくと、AとBとの間ですべりが生じ、 別々に運 動した。 重力加速度の大きさをgとして、次の各問に答えよ。 (1) Bの受ける動摩擦力の向きと大きさを答えよ。 ngl (2) A,Bの床に対する加速度の大きさを a b とし、それぞれ求めよ。 . (3) Aから見たBの加速度の向きと大きさを求めよ。 M [80] B. (4) Aを引いてから、BがAの左端に達するまでの時間を求めよ。 ただし、 B の大きさは無 視できるものとする。

わかりません💦教えてください🙇

必解 45. 〈円錐振り子〉 図1のように,質量mのおもりを,長さの軽くて伸びな ひもの一端につけ、もう一端を,鉛直方向を向いている天 頂角20のなめらかな円錐面の頂点に固定した。 重力加速度 の大きさをgとし、次のア~カに当てはまる解答 を0,g,m, lrを使って表せ。 ただしオカの解 答ではは使ってはいけない。 図1のように、円錐面上でおもりに角速度で円運動をさ せた。ωを大きくしていって, w2=アになると,円錐 面からおもりが受ける抗力は0になる。 このとき, ひもの張 力はイになっている。 それ以上の角速度では,おもり は円錐面から離れた状態で円運動を行う。 図 1 m 次に,ひもの代わりに, 自然の長さが1でばね定数が mg m 図2 のばねを使って、 図2のように円錐面上でおもりに円運動を させた。そのときのばねの長さを とすると,角速度 ω は 2=ウで与えられる。 また, 円錐面からおもりが受け る抗力はエになっている。 角速度 ω を大きくしていくとばねの伸びは大きくなってい きばねの長さがオになったときに円錐面からおもりが受ける抗力は0になること がわかる。また,そのときの角速度は2カで与えられる。 それ以上の角速度で は、おもりは円錐面から離れた状態で円運動を行うことになる。 〔上智大]

【理科:物理基礎:豆電球の明るさ】 解説を読んでも分からなかったので、詳しく教えてください🙇‍♂️

例題4〈豆電球の明るさ〉 同じ規格の豆電球と電池を使って,次の図のような回路をつくった。 豆電球が同じ明るさで点灯するのはA~Eのうちどれとどれか。 ただし, 豆電球の明るさは消費電力に比例するものとし,電池の内部抵抗は考え なくてよいものとする。 A B C E 0 上工工T 解答 AとE 解説 まずDはショート回路であるから豆電球は点灯しないので除外 する。 豆電球の明るさは電圧の2乗に比例するので,Aは豆電球 1個と電池1個の回路でこの回路の豆電球の明るさを「1」 とする と,Bは豆電球3個の直列つなぎと電池2個の直列つなぎであるか ら Cは豆電球3個の並列つなぎと電池2個の直列つなぎであ

【理科:物理基礎:熱と温度】 熱量の単位はJだったと思うのですが、なぜ回答の単位はcalなんですか？

20℃の水200gと60℃の水50gを混ぜ合わせたところ,水温はt[℃]になっ た。ただし,水の比熱を1〔cal/g・℃〕とし,水以外に熱の出入りはない ものとする。 (1)20℃の水200gが得た熱量をtを使って式で表せ。 (2)60℃の水50gが失った熱量をtを使って式で表せ。 (3)温度は何℃か。 解答 (1) (t-20)×200 [cal〕 (2)(60-tx50 [cal〕 (3) 28℃ 解説 (1) (20) 上昇温度になる。 (2)(60t)が下降温度にな る。 量は等しいから (3)20℃ 200gの水が得た熱量と60℃ 50gの水が失った熱 (t-20)×200 = (60-t) ×50 200t+50t = 3000 + 4000 t = 28 [℃] = で結んでtを求めればよい。 式を

【物理基礎:浮力】 Aの質量+浮力を考慮 して100gだと思ったのですが、Aの質量=100gでいいのでしょうか？

例題 5 〈圧力と浮力〉 した。この中にある物体Aを入れたところ, 物体Aは水に浮き台はかり ビーカーに水を入れ, 台はかりでその重さをはかったところ400gを示 は500gを示した。ただし,質量100gの物体にはたらく重力をINとする。 物体A ビーカー 水 台はかり (1) 物体Aの質量は何gか。 (2) 物体Aが受けている浮力は何Nか。 解答 (1) 100g (2)1N 解説 物体を水の中に入れると, 物体は水から上向きの力を受ける。 この上向きの力を浮力といい, 物体が押しのけた水の重さに等 しい。 (1)物体Aがビーカーの水に浮いているとき,台はか りが示す値は,水の入ったビーカーの重さと物体Aの重さの合 計になる。したがって,500-400=100 [g]が物体Aの質量で ある。(2)浮力の大きさは物体Aの重さに等しいから1Nとなる。 168