2022-11

力学

twitterの問題38の解答 重心を求める

<問題><方針>まず,対称性からPの重心は$x$軸上にあることがわかる.切り取った1つの円板の半径$r$を求め,切り取った3つの円の重心の$x_{1},x_{2},x_{3}$,質量を$m$とする.また,Pの質量を$M$とし,重心座標を$X...
力学

twitterの問題37の解答 ばねにつながれている2つの小球の等速円運動

<問題><解答>それぞれ等速円運動をしているので,向心方向の運動方程式を立てる.等速円運動等速円運動の問題で立てて欲しい2式向心方向の運動方程式周期の式円運動の加速度半径$r$,円運動の接線方向の速さを$v$,角速度を$\omega$とする...
演習問題

twitterの問題36の解答(電場の重ね合わせ)

<問題><解答>平面に一様に分布した電荷がつくる電場の大きさの話はこちら電場の平面極板がつくる電場の重ね合わせの話はこちら平面に一様に分布した電荷がつくる電場十分に広い平面に一様な電荷$Q$が分布している.真空の誘電率を$\varepsil...
分野別

コンデンサーの極板を動かしたときのエネルギーの式に「静電気力がする仕事」を入れない理由

NEKO極板面積$S$の2枚の金属板に電荷$Q,-Q$が蓄えられている状態で下側極板を押さえておき,上側極板に外力を加えて極板間隔を$d\to d+\varDelta x$にゆっくり(つまり,つり合いを保ちながら)移動させる問題があるよね?...
力学

twitterの問題35の解答

<問題><解答>$\overrightarrow{T_{1}}+\overrightarrow{T_{2}}$が$-3m\vec{g}$になるような図を選べばよい.$-3m\vec{g}$(下図赤太線の矢印)の終点から$\overright...
導体棒

一様ではない磁場中の回転棒に生じる誘導起電力

PHYさん今回は,京都大にも出題されていた「一様ではない磁場中の回転棒に生じる起電力」の計算問題を扱います.微分積分を使わなくとも解けるようになっています.一様な磁場がかかっている基本的な問題はこちらです.問題上図のように,$z$軸をとり,...
分野別

ベータトロン(発展演習)接線方向に等加速度運動

PHYさん今回はベータトロンの実践演習です.ベータトロンの基本は下の記事で扱っています.問題のように鉛直上方向に向いた磁場に垂直な質量$m$,電荷$-e$の電子の円運動について考える.ただし,$e>0$である.磁束密度$B$がのようにOより...
力学

twitterの問題34の解答

<類題><問題><解答>(1) 運動量変化と力積の関係を使って計算する.力積は図2の$F-t$グラフから求める.そもそも力積とは(力)$\times $(時間)なので,$F-t$グラフと$t$軸で囲まれた面積が力積の大きさとなる.運動量変化...
演習問題

twitterの問題33の解答

<問題><解答>平均消費電力$P$を$P=\dfrac{1}{2}\dfrac{V_{0}^{2}}{Z}=\dfrac{V_{0}^{2}}{6R}$としないように注意.インピーダンスが$3R$なので,回路に流れる電流の最大値を$i_{0...
力学

twitterの問題32の解答

<問題><解答>運動量変化と力積の関係を使って計算する.力積は図2の$F-t$グラフから求める.そもそも力積とは(力)$\times $(時間)なので,$F-t$グラフと$t$軸で囲まれた面積が力積の大きさとなる.運動量変化=力積時間$\v...