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物理 高校生

この問題を詳しく説明お願いします💦

93 基本例題15 圧力と浮力 図のように,底面積 S〔m²〕, 高さん 〔m〕の直方体の 形をした物体を,その上面が水面からd[m〕の深さと なるように沈めた。 大気圧をpo [Pa〕, 水の密度をp [kg/m²],重力加速度の大きさをg〔m/s2]として,次 の各問に答えよ。 (1) 物体の上面と下面にはたらく圧力を求めよ。 (2) 物体が受ける浮力の大きさを求めよ。 指針 水中における圧力は, 水の重さによ る圧力と大気圧の和に等しい。 また, 水中で物体 が受ける浮力は,物体の上面と下面が受ける力の 差となる。 解説 (1) 物体の上面が受ける水の重さ pSdg_ による圧力は, = pdg 〔Pa〕 となる。 上面 S が受ける圧力は,これに大気圧を加えた, po+pdg〔Pa] である。 同様に, 物体の下面が受 ける圧力は,上面に比べてん〔m〕 だけ深いので, dを (d+h) に置き換え, po+p(d+h)g 〔Pa〕 と求められる。 d[m〕 h (m) 基本問題 97,98,99 h 水面 S[m²] (2) 物体の上面が水 から受ける力は鉛直 下向き, 下面が受け 鉛直上向きと なる。 これらの力の 差によって浮力が生 じる。 圧力の式「p = 号 」 から, 上面が受ける力 (popdg) S 〔N〕 下面が受ける力:{po+p(d+h)g}S [N] これらの力の差を求めると、 {po+p(d+h)g}S-(popdg) S=pShg [N] ↑↑↑. 水面 ↓↓↓poodg po+p(d+h)g

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物理 高校生

解き方を教えてください。丁寧目に書いてくださると有り難いです。

pa -×0= 0 M3 X; = r cos 0 prdrd0 = ; p r2 dr [sin 01 = cos 0 d0 = =x pa3 ×0=0 「M3 1 p r sin 0 prdrd0 = M r2 dr M. [- cos 0] = Yc = sin 0 de = *y よって、重心は。= (0,0) 重心の計算(多重積分) *例題5質量がMで、密度が一様な、底面の半径a、高さが bの 円錐の重心 a-fe r dr M = pdxdydz = de dz = cb ca- r2r X; = r cos0 pr dO dr dz = …= 0 = 0 =x rb ra- r2m 1 Yc = TT r sin 0 pr d0 dr dz = … = 0 cb ca- c2r ZG = (宿題) z pr de dr dz = …→ JaJJA… まとめ * 大きさのある物体の重心を定義して、重心の位置を計算した。 * 地上での重力が大きさのある物体に働く場合、物体の各点で重力が働動くた め、つり合いを議論するとき、その重力の総和を計算する必要がある。 * 大きさのある物体に働く重力の総和は、その物体の重心に全ての重力が働 いた場合とつり合いの式は同じになる。 【宿題11質量M、密度が一様で十分に薄い2辺の長さがaの 直角に等辺三角形の重心を求めよ a a 【宿題2]質量M、密度が一様で十分に薄い半径aで2辺の間 の角が45度の扇型(円を8等分したもの)の重心を求めよ 【宿題31質量M、密度が一様で底面の半径がa、高さが の円錐の重心を求めよ。 (45° a * 宿題1、2、3を解きレポートを提出してください。 締め切りは4月24日の23時59分です。 補足:ベクトルの内積 A-B * AとBのなす角0、大きさ4,B 向きを持たない A.B= AB cos 0 ベクトルのx成分,y成分,z成分 A, = A-e, A, = A· ēy. A-B= A,B,+ AyBy +A,Bz A, =A-。 Ax x軸 ,,。:単位ベクトル = (1,0,0), é, = (0,1,0), é, = (0,0,1) |= | = le|=1, = ,.。 = é,. é, = 0 *分配法則:A-(B +¢) = A· E+ A-¢は成り立つので、 A-B= (A,,+ Ayé, + Azē,). (B,ē, + B,é, + B,ē.) = AxBx + A,B, + A,B。 12

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物理 高校生

高校物理の電磁気(コンデンサー)の問題です。 とても苦戦してます。得意な方教えてくださいお願いします。

G |+QL R B 誘電率を H 平行平板コンデンサーが端子GとHの間に接続されており,端子G'とHの間には電 池と抵抗(抵抗値 R)が直列に接続され,端子G”とH°の間には抵抗(抵抗値 R)が接続さ れていた(図参照)。コンデンサーの電極AとBの面積はSで,その電極間隔はdである とする。電極間は真空であり,真空の誘電率をsとする。まず,端子GとHを,端子G'と Hにそれぞれ接続すると、電流が流れ, 電極 A とBにそれぞれ電荷 +Qと-Qが蓄えら れ,電極AとBの間の電位差は となった。 次に,端子GとHから端子G'とH'を, それぞれ切り離したのち,電極Bを固定したま ま,電極Aを,手をつかって一定の力Fで図の下方にゆっくりとょだけ動かした結果,電 極間隔がdからdーxとなった。このとき、,手がした仕事は であった。この力Fは電極Aに蓄えられた電荷+Qが、電極Bに蓄えられた電 荷-Qによって生じた電界(強さE)から受ける静電気力と見なすことができる。この電界 の強さどは、電極AとBの間の電界の強さEの5 さらに、電極AとBの間隔を4-xに保ったまま,端子GとHを端子G'とHに,それぞ れ接続した。このとき,電流が流れ,電極A に潜えられた電荷は 最後に、端子GとHを,端子G'とHからとりはずし,それぞれ端子G”とH"に接続した。 接続してから,十分時間がたつまでに,端子G'とH°の間の抵抗で発生したジュール熱 7 となり,電極AとBの間の電界の強さEは 2 3 であり,Fの大きさは 4 倍である。 だけ変化した。 6 は であった。

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