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代々木ゼミナールで物理の講師をしています。

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参考書質問回答

JUGEMテーマ:大学受験

 

【参考書】

 中経出版 漆原晃の基礎物理・物理が面白いほどわかる本[力学・熱力学編]

【質問するページ・行・問題番号】

 165ページのPOINT3

【質問内容】

 で摩擦熱がなければ力学的エネルギー保存則で終了と書いてありますが、もし重力・弾性力以外の仕事があれば仕事とエネルギーの関係を使わないといけないのではないでしょうか?

 

回答

おっしゃるとおりです。

張力や、手の力が仕事をすれば、その分力学的エネルギーが変化をします。よって、

摩擦熱がなく、重力・弾性力以外の仕事がない(又は打ち消し合う)ときのみ力学的エネルギーは保存します。

ですから、このマニュアルは、明らかに手や糸で引っ張られているような状況(明らかに仕事とエネルギーの関係を使うことが分かっている)は含んでいません。

誠に申し訳ございませんが、それ以外の、主に2物体が絡み合って運動し、エネルギーと運動量の判定に迷うような状況を想定しております。


参考書質問回答です。

JUGEMテーマ:大学受験

 

【参考書】

 旺文社 漆原の物理 明快解法講座

【質問するページ・行・問題番号】

 P45 大門14 動滑車

【質問内容】

 初歩的な質問となってしまい、大変申し訳ありませんがお時間ございましたらご教授いただけますと幸いです。

 

設問の状況から、動滑車Pの糸に繋がれた重りAと、Bの加速度の大きさは同じと考えたのですが、なぜABの加速度は違うのでしょうか。

 

これは、動滑車Pも加速するため方向が同じBの加速度はその分だけ加速度が増加し、方向が逆のAは滑車の加速度分、加速度は落ちるという考えで正しいのでしょか。

 

同じ滑車に繋がれた物体の加速度が異なることに違和感を感じるのですが、ご説明いただけますと幸いです。

 

よろしくお願いいたします。

 

回答

 

一般に、初速度が0の場合、2物体の加速度の大きさaの比は、移動距離Sの比に一致します。S=1/2a×t×t

 

そして今の場合、B(とその上の動滑車)が10センチ上昇したとすると、Aはその2倍の20センチ下降します。

 

その理由は以下のようになります。

まず、動滑車が10センチ上昇すると、その両脇の糸が10センチずつ合計20センチ余ります。

その余った20センチの糸が定滑車を通してAの方へ送り込まれます。

それによって、Aは20センチ下がるというわけです。

 

以上により、ABの加速度の大きさの比は2:1になります。

 

なお、同様の解説は、拙書「漆原の物理最強の88題(旺文社)」解答解説4ページにも載っておりますので、参考にされて下さい。


質問回答

JUGEMテーマ:大学受験

 

【参考書】

 中経出版 漆原晃の基礎物理・物理が面白いいほどわかる本[電磁気編]

【質問するページ・行・問題番号】

 92ページ 13行目 チェック問題3(1)

【質問内容】

 この問題の(1)の答えについて質問です。

電位の定義(その1)をもとに考えると、点Pでの電位がVpなので、WVp だと思ってしまうのですが、なぜ違うのか教えていただきたいです。

 

回答

 

電位の定義(その1)から

例えば

+1Cを電位100V(0Vから100Vまで)持ち上げるのに要する仕事は100J

となります。

 

本問では

電位Voの点から、電位Vpの点まで+1Cを運ぶ仕事は、

電位VpVoを持ち上げるので、

VpVo

です。

 

よって電位Voの点から、電位Vpの点までqCを運ぶ仕事は、

そのq倍の

q(VpVo

となります。


質問回答

JUGEMテーマ:大学受験

【参考書】

 中経出版 漆原晃の基礎物理・物理が面白いいほどわかる本[電磁気編]

【質問するページ・行・問題番号】

 p173 2

【質問内容】

 図2ではコンデンサーと電源との間に抵抗がありますが、コンデンサーを充電する際には必ず抵抗を設置しないといけないのでしょうか?

仮に抵抗がなかった場合、スイッチを閉じた直後においてコンデンサーの電位差はゼロですが、電源の電位差を考えると閉回路全体の電圧降下の和がゼロにならないと思います。ご回答お願い致します。

 

回答

 

現実には抵抗は導線にも存在します。導線の抵抗が小さくてもその分電流が大きく流れ、導線の抵抗による電圧降下が、電源の起電力とコンデンサーの電位差に等しい分生じます。

仮に抵抗がなかったと仮定しても、回路のループ自身が「コイル」となって、インダクタンスによる逆起電力が生じ、それが電源の起電力とコンデンサーの電位差に等しくなります。その場合は電気振動を起こし、電磁波を発生させるでしょう。


参考書の質問回答です

JUGEMテーマ:大学受験

 

今年度も多くの受験生に参考書を活用していただいております。

 

ホームページの参考書の質問コーナーに届いた質問に、ブログの方でお答えしたいと思います。

 

時間の都合で全ての質問に回答できず、遅れてしまうことをご容赦下さい。

 

 

【参考書】

 中経出版 漆原晃の基礎物理・物理が面白いほどわかる本[力学・熱力学編]

【質問するページ・行・問題番号】

 61ページのチェック問題△(2)

【質問内容】

 59ページのチェック問題,(2)の問題文に「滑り始めた」とあります。解説を見ると「滑り始めた」=「滑る直前」つまり静止している状態なので釣り合いの式が使われています。

しかし61ページのチェック問題△(2)の問題文にも「滑り始めた」とあるにもかかわらず運動方程式が使われています。なぜでしょうか?

 

 

回答

 

区別していただきたいのは、「摩擦の状況」と「床に対する加速度の有無」です。

 

「摩擦の状況」

共に「滑り始めた(滑る直前)」ですから、共に「最大静止摩擦」です。

 

「床に対する加速度の有無」

P59は、静止した斜面、に対して「滑り始めた」ので、床に対する加速度は無いです。

一方、P61では、既に加速度をもっているA、に対しての「滑り始めた」なので、BもA全く同じ床に対する加速度をもっております。加速度があれば運動方程式となります。

 

 


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