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物理 高校生

(3)でどうして重力mgは含まないんですか??

電界中の荷電粒子の運動 例題 66 右図のような装置が真空中に置かれ ている。 左側のヒーターHから出た質 量m. 電気量-eの電子が, HA間に かけられた加速電圧 V によって加速 され,距離 dだけ隔てて平行に配置さ れた長さの2枚の電極 C D に平行 に入射する。 Cの電位はDよりVだ H Vo くなる。 314 324 ように,C,D と平行に軸、垂直に軸をとり, 電子の初速度は0とし、重力の 高い。 C,D の中央から距離Lだけ離れたところにスクリーンSを置く。上図の 影響は無視する。 (1) A を出た直後の電子の速さはいくらか。 (2) CD間にできる電界の強さEはいくらか。 (3) CD間で,電子のy軸方向の加速度αはいくらか。 (4) CD間の出口での,電子の軸方向の速度vy y 軸方向の変位 y を求めよ。 (5) CD 間を出た後, スクリーンSに衝突するまでの時間はいくらか。 (6)初めからスクリーンに衝突するまでのy軸方向の変位yを求めよ。 ●センサー 105 電圧Vで電子を加速した とき,電子に電界がする仕 事は, W=eV 解答 (1) 加速電圧にされた仕事 eV [J] だけ運動エネルギー 1 2e V が増加するので mvo?evo より,v= m (2)平行極板間の電位差と電界の関係より V V=Ed は12 電子の得た運動エネルギー は, ゆえに,E= d (3) 運動方程式より, mv²=eV 91. センサー 106 極板間では, 電界に平行な方向 →等加速度運動 電界に垂直な方向 ma=eE ゆえに、a= eE eV m md (4)CD間では軸方向には力が加わらないから等速度運動を する。CD 間を通り抜ける時間をとすると,軸方向の運 動より,l=vol, y 軸方向は加速度αの等加速度運動をする ので, eV 1 eVl →等速度運動 v₁ = at₁ = × × md Vo md √2e Vo 1 ev Y₁ 2 at₁₂ = × × 2 2 md (5) CD 間を出ると,電界はなくなるので、x軸方向にも 方向にも力がはたらかず,等速度運動をする。軸方向の運 Vo m VL e d № 2m Vo VI² Ad Vo ■ 原子・分子の世界 動より, L- =vot ゆえに、t= 2L-1 2L-1 m 200 22eVo 2 (6) 電極を出た後の y 軸方向の変位を y2 とすると, VI² VI(2L-1) y=y+y2=y+vyt= + Advo 4d Vo VIL 2d Vo

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物理 高校生

(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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物理 高校生

動摩擦力が仕事と反対向きに同じ力で働くのがよくわかりません。仕事の向きに動いていると言うことは、仕事の方が動摩擦力よりも大きくならないのでしょうか。

Jか。 例題 16 力がする仕事 図のように、水平面上に置かれた質量 m[kg]の物体にひもをつけ, 水平 から30°の向きに F [N] の力を加え続けて、ゆっくりとl [m] 移動させた。 この間、ひもの張力, 動摩擦力が物体にした仕事はそれぞれ何Jか。 |指針 W=Fscoseの公式を用いて計算する。 ゆっ くりと移動させているので, 物体にはたらく力はつりあ っており,動摩擦力の大きさは, 水平方向の力のつりあ いから求められる。 解説 ひもの張力がした仕事 Wi[J] は, otoma ト - (J) W=Fscose から, √3 Fl 2 W=Flcos30°= 動摩擦力の大きさをf [N] とすると, 物体にはたらく水 平方向の力のつりあいから Fcos30°-f=0 f=Fcos30°= √3F -[N] 2 ● ◆基本問題 108 109, 標準問題112 F[N] m [kg] 130 30° 7[m] mnog 動摩擦力がした仕事 W2 は , W = Fscose の公式を用い ると,動摩擦力が物体の移動する向きと逆向きにはたら くことを考慮して, √√3F W2= 2 √√3 Fl 2 xlxcos180°= - (J) F Advice 力Fがする仕事は, (水 平方向の分力)×(移動距離) からも 求められる。 水平方向の分力の大き √√3 さは,Fcos30°= -Fである。 こ の値は、直角三角形の辺の長さの比 2 を利用しても求められる。 30° √3

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物理 高校生

至急です💦 (1)についてです なぜ、6.0と4.0は有効数字2ケタなのに答えは10.0と3桁になるのでしょうか?

図のように,静水の場合に速さ 6.0m/s で進む船が,流れの速さ 4.0m/sの川を 進む。AB は川の流れの向きに平行であり,その間の距離は120mである。 (1) AからBに船が進むとき,岸から見た船の速度はどちら向きに何 m/sか。 (2) BからAに船が進むとき,岸から見た船の速度はどちら向きに何 m/s か。 (3) 船が AB間を往復するのに要する時間は何Sか。 空 回 14 5 120m A B m 川上 :川下: 指針 成の式を利用する。 |解説) を正とすると,船の速度は 0=6.0m/s, 流れの速度は U2=4.0m/s である。 岸から見た船の速度ひは, 「カ=,+ひ」から, 正の向きを定めて,「ひ=v,+ua」の速度の合 岸から見た船の速度ひは, 「ひ=0,+ 」から, ;=-6.0m/s (1) 流れの向き 0=-6.0+4.0=-2.0m/s D2=4.0m/s ひ-6.0m/s D2=4.0m/s 0= Vi+U2 流れの向きと逆向きに2.0m/s 川上 →正 川下 船の速度»の負の符号は, ひの向きが, 正の 向き(川の流れの向き) と逆であることを表している。 ひ=n+v2 Advice 川上 →正 川下 (3) 求める時間をt, AからBにかかる時間をむ, Bか らAにかかる時間をねとすると, ひ=6.0+4.0=10.0m/s 流れの向きに10.0m/s (2) 流れの向きを正とすると, 流れの向きと逆向きに 進むので,船の速度は vュ=-6.0m/s, 流れの速度は U2=4.0m/s である。 120 -=72s 2.0 120 t=t+な= 10.0

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