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共通テストまで40日。点数アップのための方法解説動画です

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鉛直上向きに磁束密度B[T]の一様な磁場中で、水平面内に置かれた長方形ABCDの導線上に、導体棒abをAD、BCと垂直に置き、一定の速さｖ[m/s]で右向きに引く。AB=CD=L [m]で、AB間とCD間には抵抗R[Ω]がある。なお、棒と導線の間に摩擦はないとする。
(1)　棒abが一定の速さｖで動いているとき、ab間を流れる電流の大きさを求めよ。
(2）棒abを一定さｖで動かの速すときの、外力の大きさを求めよ。

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色が違って見える靴に関して解説していきます。

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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。

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長さ1.0m、断面積 5.0×10⁻⁷m² の円柱状の導体に、12V の電圧を加えると、2.0 Aの電流が流れた。次の各問に答えよ。
(1) 導体の抵抗はいくらか。また、抵抗率はいくらか。
(2) この導体と同じ材質を用いて、長さ 0.50m、断面積 1.0×10⁻⁶m² の導線をつくった。この導線の抵抗はいくらか。