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位置・速度・加速度の説明動画です

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【高校物理】自己誘導解説動画です

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密度ρ、体積Vの氷が、密度ρwの水に浮かんでいる。水中にある氷の体積をVw，重力加速度の大きさをｇとして、次の各問に答えよ。 （1） 氷が受ける浮力の大きさを、Pw、Vw、gを用いて表せ。 （2） 氷の水面から出ている部分の体積を、V、ρ、ρwを用いて表せ。 （3）氷の密度がp=9.2✕10²、水の密度がPw＝1.00x10³のとき、氷の水面から出ている部分の体積は、氷全体の体積の何%になるか。有効数字2桁で答えよ

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極板間が空気で、電気容量 C[F]の平行板コンデンサーに、電圧V [V]の電池をつなぎ、図のように、比誘電率 εrの誘電体を極板間に挿入する。次の(1), (2)の場合において、コンデンサーにたくわえられる電気量はいくらか。
(1) 極板間の右半分を誘電体で満たした場合。
(2) 極板間の下半分を誘電体で満たし、その誘電体の上面を厚さの無視できる金属板で覆った場合。

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【1】図1のように、半径 $R$ の軽い円筒の内側に、質点とみなせる質量 $\dfrac{m}{2}$ の小球1、2 の小球2が軽い棒を介して固定されている。棒と小球は円筒側面に垂直な一直線上にあり、小球1と2の重心は円筒の中心軸上にある。重心 $G$ と小球1、2の間の距離はともに $r$ である。円筒本体と棒の質量は無視できるものとして以下の設問に答えよ。

図2のように、滑らかな水平面上で円筒が水平方向に移動することなく時計回りに回転している。小球1と2の重心 $G$ は静止している。図で水平方向右向きを $x$ 軸の正方向、鉛直上向きを $y$ 軸の正方向とする。

(1) ある瞬間、小球1が小球2より右側にあり、棒と鉛直線がなす角は $\theta$ であった。円筒外側の側面の速さを $v$ とするとき、小球1、2の速度の $x$ 成分と $y$ 成分をそれぞれいくらか。

図3のように、摩擦のある水平面上で円筒が滑ることなく時計回りに転がっている。このとき力学的エネルギーの損失はなく、小球1と2の重心 $G$ は一定の速さ $v$ で水平左から右方向に移動している。図で水平方向右向きを $x$ 軸の正方向、鉛直上向きを $y$ 軸の正方向とする。

(2) ある瞬間、小球1が小球2より右側にあり、棒と鉛直線がなす角は $\theta$ であった。小球1、2の速度の $x$ 成分と $y$ 成分をそれぞれいくらか。

(3) 小球1と2の運動エネルギーの総和はいくらか。