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2010年度芝浦工業大学　B日程　大問１（イ）を２通りの解法で！

図のように, 斜面AB, 水平面BC,鉛直面CD, 水平面DE がある。斜面ABと水平面BCはなめらかにつながっている。水平面DE上には, 鉛直面CDと同じ高さを持つ十分に長い台が置いてあり, 台はDE上を動くことができる。 台は鉛直面CDに接して置かれ, 台の上面は水平面BCと滑らかに接続している。台の上面と小物体の間にのみ摩擦があり,その動摩擦係数を μ とする。台の上面以外の平面および斜面ABはなめらかであり,それらの面とそれぞれ, 台, 小物体との間に摩擦はない。台, 小物体の質量をいずれも m , 重力加速度の大きさを g とする。小物体および台の運動に対する空気抵抗は無視できるものとする。以下の設問の解答を解答欄の所定の位置に記入せよ。ただし, 導出過程は示さなくてよい。
(イ) 小物体を水平面BCから h の高さにある斜面AB上の点Pに置き, 静かにはなした。滑り出した小物体は水平面BC上で速さが v になった。v を g , h を用いて表せ。

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レンツの法則の実験　解説動画です

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内部抵抗の無視できる起電力12Vの電池E、抵抗値がそれぞれ40Ω、20Ωの抵抗R₁、R₂、電気容量2.0μFのコンデンサーC、スイッチSを接続した回路がある。はじめ、スイッチSは開いており、Cに電荷はたくわえられていなかった。次の各問に答えよ。
（1） Sを閉じた直後に、R₁、R₂に流れる電流はそれぞれ何Aか。
（2） Sを閉じて十分に時間が経過したとき、R₁、R₂に流れる電流はそれぞれ何Aか。
（3） （2）の状態において、Cにたくわえられている電気量は何Cか。

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図のように、30V の電池 E、電気容量がそれぞれ 10µF、5.0µF のコンデンサー C₁、C₂ およびスイッチ S を接続する。はじめ、C₁、C₂ の電気量は 0 であるとする。
(1) スイッチ S を A 側に接続したとき、C₁ にたくわえられる電気量、および静電エネルギーはいくらか。また、このとき電池がした仕事はいくらか。
(2) 次に、スイッチ S を B に切り換える。C₁ の電気量、および電圧はいくらになるか。
(3) (2)において、C₁ と C₂ にたくわえられる静電エネルギーの和はいくらになるか。
(4) (1)では、電池がした仕事と、C₁ にたくわえられる静電エネルギーが等しくならない。導線に微小な抵抗があることを考慮して、その理由を簡潔に説明せよ。

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電磁誘導(レンツの法則、ファラデーの法則)の説明動画です