yokkun831 の回答履歴

下記の問題の解き方、できれば答えまでの過程も教えて下さい。 １．下図左に示すように、滑車にかけたひもの両端に皿をつけ、一方の皿に 質量mのおもりA、Bを重ねてのせ、他方の皿に質量mのおもりCをのせた装置がある。 おもりAB間に働く力Rを求めよ。但し、ひも、皿、滑車の質量と摩擦は無視出来るものとする。 （答え：R = (2/3)mg) ２．下図右に示すように定滑車にひもをかけその両端にm1=11kg、m2=9kgのおもりをつける。 この滑車に力F=196Nを作用させ上方に引き上げるとき、おもりに生じる加速度を求めよ。 ひも、及び滑車の質量、摩擦は無視出来るものとし、重力加速度gは9.8m/s^2とする。 また下図における 加速度a1は定滑車に対するおもりの相対加速度を示し、a2は装置全体の 加速度である。 (答え：a1=0.990m/s^2, a2=0.0990m/s^2, おもり１：0.891m/s^2 下方, おもり2：1.09m/s^2 上方) (自分の解いたやりかた） １．おもりA：ma = mg - R・・・(1) B：ma = mg - R・・・(2) C：ma = R - mg・・・(3) (1)＋(2)＋(3) 3ma = mg - R ２． 全体：(m1+m2)a2 = F + 2T - (m1 + m2)g それぞれのおもり：m1a1 = m1g - T m2a2 = T - m2g

図のように，真空中にaの間隔をおいて平行に並べた2本の金属棒ACとBD上に、それたに垂直に金属棒PQを置き，AB間を抵抗Rでつないだ閉回路ABQPを作る。閉回路ABQPの作る面に垂直な方向に磁界Bをかけ，金属棒PQをABから遠ざける方向に一定の速さvで移動させた。抵抗R以外の抵抗成分は無視できるものとする。 (1)回路に生じる起電力の大きさを求め，金属棒PQに流れる電流の向きを示しなさい。 金属棒PQにPからQの方向に電界が発生するのでもとめる起電力の大きさVは V=Ea=vBa [V] また電流の向きはPからQの方向である。 (2)抵抗Rで発生するジュール熱の量を求めなさい。 起電力V=vBaなので，抵抗Rに流れる電流は I=V/Rで求めることができる。 I=V/R=vBa/R 抵抗Rで発生するジュール熱の量Pは P=VI=RI^2=R*(vBa/R)^2=(vBa)^2/R [W] (3)金属棒PQの速さvを一定に保つために必要な力の大きさを求めなさい。 電流Iと磁界Bは垂直の関係であり，金属棒に働く力の向きはvと逆向きである。 F=IBaより，Fv=IBav=(vBa)^2/R → F=v(Ba)^2/R [N] 電磁誘導の問題なのですが，特に(3)についての考え方がいまいちわかっていません。自分なりの解答をのせていますが，間違いがあれば解説してくれませんか？

電磁気の静電容量に関する問題なのですが，解答がないため，答えがあっているかがわかりません。僕なりの解答と解答方法をのせているので，間違いがあれば教えてください。 極板の面積がS，間隔がdで，極板間が真空の平行板コンデンサがある。ここで，極板の端の影響を無視できるものとして，次の問いに答えなさい。ただし，真空の誘電率はε0とする。 （1）コンデンサの静電容量をS,d,ε0を用いて表せ。 C=ε0*S/d [F] (2)コンデンサに電荷Qが蓄えられている時，コンデンサに蓄えられる静電エネルギーをQ,S,d,ε0のうち必要なものを用いて表しなさい。 W1=1/2*C*V^2=1/2*Q^2/C =(dQ^2)/(2ε0*S)　[J] (3)図のように，Qを一定に保ったまま，上側の極板をわずかな距離Δdだけ引き離すとする。このとき，コンデンサに蓄えられる静電エネルギーをQ,S,d,ε0のうち必要なものを用いて表しなさい。 上側の極板をわずかな距離Δdだけ引き離したときのコンデンサの静電容量は C=ε0*S/(d+Δd) よって，コンデンサに蓄えられる静電エネルギー W2=1/2*C*V^2=1/2*Q^2/C ={(d+Δd)Q^2}/{2ε0*S} [J] (4) (3) で上側の極板をΔdだけ引き離すのに力をQ,S,d,ε0のうち必要なものを用いて表しなさい。 上側の極板をわずかな距離Δdだけ引き離すのに必要なエネルギーは W2-W1={(d+Δd)Q^2}/{2ε0*S}-(dQ^2)/(2ε0*S)=(ΔdQ^2)/(2ε0*S) またΔdだけ引き離すのに必要なエネルギーは以下の式でも表わされるので， F*Δd=(ΔdQ^2)/(2ε0*S) よって，求める上側の極板をΔdだけ引き離すのに力Fは F=Q^2/(2ε0*S)　[N]

平行板コンデンサにかんする問題です。平行板コンデンサの極板間の電界は一様と考える。極板間は真空とし、真空の誘電率はε0とする。 （1）図のように平行板コンデンサの極板間に厚さtの金属板を挿入した。このときの平行板コンデンサの電気容量を求めなさい。 僕の考え方としては間隔d1のコンデンサC1と間隔d2のコンデンサが直列に接続されていると考えてから平行板コンデンサの電気容量を求めると思うのですがあっていますか？以下に計算方法を示します。 C1=ε0S/d1, C2=ε0S/d2 よって1/C=1/C1+1/C2　→　C=C1C2/(C1+C2) C=ε0S/(d1+d2) [F] この考え方であっているかの確認をしたいのですが，よろしくお願いします。

質量Ｍの大砲から、火薬エネルギーＥによって質量mの砲弾を打ち出す。 砲が固定されて無くて抵抗なしで動ける場合（反作用によって後退）と、 砲を固定したときの砲弾の初速度の比を教えてください。お願いします。

以下の問について解き方、考え方、過程を教えて下さい。 １．巻胴の半径r、質量mの物体に長さlのひもが 巻きつけられ、巻胴の中心からABだけ上方にひもの一端が 固定されている。この物体が静止の状態から落下させた場合、 ひもが解け終わる瞬間における巻胴の速度vを求めよ 回転軸はつねに水平を保つものとする。巻胴の中心を通る 慣性モーメントをIとする。 （Ans. ） v = √（(2m(r^2)gl)/(m(r^2) + I）) α：角加速度 t：ひもの張力 mg - t = ma F r = Iα= m(r^2)α/2 a = rα より、F = mg /3 a = 2g/3 と求まりましたがこれ以降の解き方が分かりません。 できれば答えまでの式の過程も教えて下さい。

特殊相対論の行列の計算が分かりません。よろしくお願いします。 赤線→青線への式変形が分かりません。 なぜ、Σの下の i が k に変わるのか？ 行列の積は、交換できないはずなのに、なぜ、Σavav　→　Σaavv へと交換することができるのか？ ということに頭を悩ませています。よろしく、お願いします。 数式が見にくいので、ブログに拡大した画像を載せてあります。 http://blueageha15.blog130.fc2.com/ [テキスト名] 講談社　基礎物理学シリーズ9　相対性理論 P63 P64

タブレットpcを買おうと思っているのですが、タブレットpcで数値解析ってできますか？ excel以外でお願いします。 常微分方程式の近次解とかできますか？ ｐｃで数値解析が訳分からないので、お願いします

AB間に弦を張り弦の一端におもりをつるしげんを張る。 Aからスピーカーで小さな振動を与える。AB間の距離をLとする。 このときAB間に2つの腹のい定常波が出来る。このときの波の波長λ２をもとめよ この問題で　λｎ＝２L/n　からもとめて　λ２＝L　となっているのですが なぜ距離が　Lでなく２Lなのか教えてください

棒高跳びでは、思い切ってエビぞりして、体は棒を超えて、重心は棒を超えないで済ませているようですが、こうすることによってどういったことが期待できるのでしょうか？

猫の背中を下にして離すと、尻尾を振り回しながら背中を上にして着地するという。これを力学的に説明せよ。 この問題を教えてくれませんか。

「北緯φの地表から鉛直上方へｖの速度で質点を投げた。どの地点に落下するか。ただし、水平方向の速度によるコリオリ力は無視できるものとする。」 　　この時、回答で、「ω＝（－ωcosφ,0,ωsinφ）より、水平方向の速度によるコリオリの力を無視すると、　　　x''=o , y''=-(2ωcosφ)z' , z''=-ｇ　　　なので・・・・・　　」 　　という書き出しなのですが、この水平方向と、 y''=-(2ωcosφ)z'　がよくわかりません。 また、北緯φの地点で重さｍのボールを速さｖで投げるという運動を考えるとき、東に投げても、南に投げてもコリオリ力の大きさはかわりませんよ・・・・ね？

自然落下の際、落下物体の速度ベクトルは地球中心を向いており、回転 ベクトルが北極方向に向いている。 このときの回転ベクトルとはなんですか？解説お願いします。

ほ北緯φの地表水平面上を速さVで等速直線運動をしている質量Mの電車には、進行方向右向きにコリオリの力 2MVωsinφを受けるそうなのですが、sinφの部分が納得出来ません、解説お願いします。

x軸に沿って速度vで移動するトロッコ（長さL）の真ん中に光源があり、光がトロッコのA端（進行方向）とB端に到着する事象をそれぞれA,Bとします。地上から見たとき、事象Aと事象Bの起こる位置のあいだの距離を求めよ。 上のような問題が出されたのですが、ローレンツ変換を使わないで解くことにはどのようにしたらいいのでしょうか。 ローレンツ変換を用いてところ、距離はγLとなったのですが、自信がないです。

添付の図をご覧下さい。与えられている条件は、 ・物体Aの速度Va = 3t 　(tは時間） ・t = 0のとき、物体A、物体Bの速度は同じ Va = Vb だけでして、物体A、Bの重さも与えられておらず、混乱してしまいました。 問題は i) 時間t = 5の際の、Vb ii) 物体Bがもつ物体Aに対する相対加速度 iii) 時間t=5の際の、物体Aと物体Bの距離（どれだけ離れているか） です。 Aには張力Tが一つ、Bには等しい張力Tが二つかかっているかと思います。 Va = 3tなので、Aの加速度Aaは3 [m/sec^2] 運動方程式を立ててみます。AとBの質量をそれぞれ、Ma, Mbとし, Bの加速度をAbとます。 Aについて (1) 3Ma = Ma　x　g 　-　T Bについて (2)Mb 　x 　Ab = Mb 　-　2T ここで思考がストップしてしまいました・・・。 【質問１】おそらく、Aの変位とBの変位には何らかの関係（Aが１下がると、Bはその半分下がる、など）があるかと思いますが、それを見出せずにおります。これを導き出す方法、解答をお教え頂けないでしょうか。 【質問2】そもそも、Aが下降する際、Bは下降するのでしょうか。 以上、分かりづらい点が御座いましたら、補足致しますゆえ、どうかお助け下さい。 宜しくお願い致します。

添付の図をご覧下さい。与えられている条件は、 ・物体Aの速度Va = 3t 　(tは時間） ・t = 0のとき、物体A、物体Bの速度は同じ Va = Vb だけでして、物体A、Bの重さも与えられておらず、混乱してしまいました。 問題は i) 時間t = 5の際の、Vb ii) 物体Bがもつ物体Aに対する相対加速度 iii) 時間t=5の際の、物体Aと物体Bの距離（どれだけ離れているか） です。 Aには張力Tが一つ、Bには等しい張力Tが二つかかっているかと思います。 Va = 3tなので、Aの加速度Aaは3 [m/sec^2] 運動方程式を立ててみます。AとBの質量をそれぞれ、Ma, Mbとし, Bの加速度をAbとます。 Aについて (1) 3Ma = Ma　x　g 　-　T Bについて (2)Mb 　x 　Ab = Mb 　-　2T ここで思考がストップしてしまいました・・・。 【質問１】おそらく、Aの変位とBの変位には何らかの関係（Aが１下がると、Bはその半分下がる、など）があるかと思いますが、それを見出せずにおります。これを導き出す方法、解答をお教え頂けないでしょうか。 【質問2】そもそも、Aが下降する際、Bは下降するのでしょうか。 以上、分かりづらい点が御座いましたら、補足致しますゆえ、どうかお助け下さい。 宜しくお願い致します。

初歩的な質問で申し訳ありません。 物体を引く力Fと、その物体と床の間に働く静止摩擦力fは、同一作用線上にないにもかかわらず、なぜ同じ大きさで釣り合うのでしょうか？（静止摩擦力が最大摩擦力でないとき） ご回答よろしくお願いします。

右側の磁石の磁極をN、左側の磁石をS極があるとする。 コイルabcdは磁石の作る磁場の中で回転する。 端子Xにスイッチを介して電池の正極を、端子Yには電池の負極をつないだ直流モーターの模式図である。スイッチを閉じるとコイルは軸を中心に回転を始めた。 問題：コイルに負荷をかけて、コイルを回転させにくくした時、コイルが一回転する間に電池がする仕事Wと回路全体から生じるジュール熱の総量Qは、負荷をかける前に比べてどのように変化するか？ 解答：WもQも増加 なんですが 電池の起電力の大きさをE、誘導起電力の大きさをω、回路全体の抵抗をｒとすると、 回路に流れる電流　I　はI=(E－ω)/rであるとあります ここに負荷をかけるとコイルの回転が小さくなるので、ωが小さくなり、Iは大きくなるとありました ここでなぜIは大きくなるのでしょうか？（負荷をかける＝抵抗を取り付ける）という意味だと私は思っているんですが、それならｒが大きくなりIは小さくなると思うのですが

早速ですが、質問させて頂きます。 磁力線に関する質問ですが、物理の教科書を読んでいて疑問に思いましたのでよろしくお願いいたします。疑問点は３点あります。 まず１点目です。 教科書の図では、長い棒磁石の周囲にN極からS極に向かって磁力線が描かれています。 磁界の様子を表すのに磁力線を用い、磁力線の接戦の方向がその点での磁界の方向と一致する（磁界中で、磁石のN極が受ける力の向きにN極を少しずつ動かしたときにできる曲線が磁力線）ことは分かるのですが、磁力線が密集しているところほど磁界が強いというところが理解できません。 磁極を出る磁力線を磁界の強さに応じて合理的な密度で描いたとしても、そこから描かれる磁力線というのは、磁界の力の向きに（接戦が磁界の力の向きになるように）、言い換えれば磁界中に置かれたN極が受ける力の向きに描かれるものです。その結果として、磁力線の密度がなぜ磁極から離れた任意の点で磁界の強さに比例するかが分かりません。 つまり、磁力線というのは、磁界の向きに基づいて描いたものなのに、その結果として都合よく、密度が磁界の強さを表すことになるかがなぜだか分からないです。 （イメージ的には圧力のようなものなのでしょうか？） 　 ２点目ですが、教科書に掲載されている棒磁石の図の磁力線は磁力線同士が、様々な間隔で描かれておりこのような場合、磁界中のある点の密度というのはどのように求められる（計算される）のでしょうか？ （磁力線の間隔が一定なら本数÷面積で簡単に求められます。） 最後に、１点目の質問でも書きましたが、長い棒磁石の図において合理的な密度で磁極をでる磁力線を描かなくてはなりませんが、教科書の図を見ていると一様な密度では出ていないように思われます。磁極における磁界の強さは、どのようになっているのでしょうか？ 以上、長文すみません。 よろしくお願いします。