物理の振り子と電気エネルギーについての問題解決方法
- 物理の振り子と電気エネルギーについての問題について解説します。
- 質量mの小球AとBが衝突し、一体となった小球の運動について考えます。
- 15vFと10vFのコンデンサーを直列に接続し、電位差を計算します。また、交流電流が流れる回路のエネルギーについても考えます。
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物理の振り子と電気エネルギーについてです
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(1) 一体化した直後の速度v0は運動量保存則を使って求めます． 0 + m v = 2m v0 ∴v0 = v/2. どこまで上がるかは力学的エネルギー保存則を使って求めます． 元の高さを0とし，ここを位置エネルギーの基準とすると， m v0^2 /2 = mgh 2m(v/2)^2 /2 = mgh ∴h = v^2/(4g). (2) μF ですよね? 直列接続されたコンデンサ全体に印加された電圧は，静電容量の逆比に分配されますので，15 μFのコンデンサの電圧は 15 [V] × 2/5 = 6 [V]. (3) コイルは電力を消費しないので，1時間の間に供給された正味のエネルギーは抵抗の消費電力量そのものとなります． 10 [Ω] × (3.0 [A])^2 × 3600 [s] = 324000 [J] = 324 [kJ].
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ANo.1です． すみません．ANo.1の(1)ですが，一体化してるので位置エネルギーは2mghですよね． なので，力学的エネルギー保存の式は次のようになります． m v0^2 /2 = 2m g h 2m(v/2)^2 /2 = 2m g h ∴h = v^2/(8g). すみません．
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