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物理のエッセンス電磁気 53ページのEX3なんですが、コンデンサーのプラスマイナスがわかりません。 解説してほしいです。

「物理のエッセンス電磁気 53ページのEX」の質問画像

A 回答 (3件)

図を描き替えました。

電荷の移動の様子です。C2の左が+q、右が-q、したがって電圧の向きは左が+です。
「物理のエッセンス電磁気 53ページのEX」の回答画像3
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この回答へのお礼

わかりました!
何度も教えてくれて本当にありがとうございました!

お礼日時:2017/11/18 15:30

図で説明します。

最初はC1がVまで充電され、電荷Qが溜まります。右が+で、スイッチが切り替わると電流iが流れ電圧が均衡するまで電荷は移動します。電流の方向から図のようにC2は左側が+になります。

以上でお分かりでしょうか。何かあったらまとどうぞ。
「物理のエッセンス電磁気 53ページのEX」の回答画像2
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。何度もすみませんが、電流は+から−に流れるのでC2は左がマイナスになるのではないのですか?

お礼日時:2017/11/18 14:36

下に立派な解説があります。

一番下の回路の赤線部左右とも+で、反対側が-になります。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます!左上がプラスなのは分かりますが、どうして右上のほうもプラスなのでしょうか?

お礼日時:2017/11/18 13:40

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Q物理 コンデンサについて

河合出版 物理のエッセンス 電磁気、熱、原子のP29 EX3の問題について
説明をみると、「見かけ上直列回路だが、実は並列回路である(直列の条件が満たされていない)」
とあり

その図がかいてありますが、なぜそうなるのかが分かりません。

その前のページには、「(はじめコンデンサの電荷なし)こそが直列回路の条件」とあり
この問題ではたしかに先に片方だけコンデンサを充電しているので
その条件には当てはまりません。
なので、直列回路ではないと言われたら、それはわかるのですが
ここで、なぜこれが並列回路になるのかが分かりません。


このエッセンスの問題以外でも、「先に充電したコンデンサと充電していないコンデンサを見かけ上直列につないだ問題」では
説明を見てもよくわかりません。
説明お願いします。

Aベストアンサー

充電されてないコンデンサC1と、充電されたコンデンサC2を、直列に繋ぐ場合の説明という事でしょうか。
   C1     C2
――∥―――∥――
         + -

仮にC2の+側にC1を接続したとすると、C1のC2側はC2の+側と同電位となり、+となります。
   C1     C2
――∥―――∥――
    +   + -

次に、飽和してないコンデンサは、導体であるとみなせる為、電位の変化から電流が流れます。
それによりC1も充電され、
   C1     C2
――∥―――∥――
  - +   + -
となる為、並列回路であるとみなせます。

分かり易く+を同電位にしましたが、-側で接続しても同じになります。

Q物理のエッセンス 熱 の問題について質問です

物理のエッセンス 熱 の問題について質問です

既出だったんですけど、よくわからないので
くわしく教えてくれませんか?

物理のエッセンス 電磁気/熱/原子/
の熱の8番の問題なんですが、
「RがMKS単位が与えられてるから
質量はkgにしなければならない」の意味がよくわかりません><

なぜR[J/mol×K]がMKS単位なのか。。

Aベストアンサー

 MKS単位系というのは、#1さんの回答にあるように、メートル(m)・キログラム(kg)・秒(s)を基礎にした単位です。速度は m/s、加速度は m/s^2 などとなります。

 力は、F=ma の関係より、質量×加速度 ですから、力の単位N(ニュートン)は、kg・m/s^2 となります。
 仕事の単位は、力×距離 より、N・m=kg・m^2/s^2 となり、これをJ(ジュール)と表しています。エネルギーの単位も同じJです。

 現在ではMKS単位系を拡張したSI単位系が用いられます。m・kg・s の他、物質量の mol、絶対温度の K などが基本になります。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%BD%E9%9A%9B%E5%8D%98%E4%BD%8D%E7%B3%BB

 J/mol・K は、SI単位系での単位ということになります。

 なお、特に気体定数Rのところで「RがMKS単位が与えられてるから質量はkgにしなければならない」という注釈がつくのは、気体定数は化学でも扱われ、化学では体積は m^3ではなくL(リットル)、質量はkgではなくg(グラム)、圧力はPa(パスカル)ではなくatm(気圧)を使うことが多いからです。(分子量と物質量から計算される質量はg単位になりますね。)
 したがって、化学では 気体定数 R=0.082 という値がよく用いられます。
http://www2.yamamura.ac.jp/chemistry/chapter2/lecture3/lect2031.html

 なお、0.082(atm・l/K・mol) が、8.31(m^2・ kg/s^2・ K・mol) と同じ中身であることを確認するのはよい練習問題ですよ。

 MKS単位系というのは、#1さんの回答にあるように、メートル(m)・キログラム(kg)・秒(s)を基礎にした単位です。速度は m/s、加速度は m/s^2 などとなります。

 力は、F=ma の関係より、質量×加速度 ですから、力の単位N(ニュートン)は、kg・m/s^2 となります。
 仕事の単位は、力×距離 より、N・m=kg・m^2/s^2 となり、これをJ(ジュール)と表しています。エネルギーの単位も同じJです。

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Q回路の対称性の考え方

よろしくお願い致します。高校物理です。今、特に対称性のある回路について勉強していますがわからないことがあります。

問題
抵抗値rの抵抗線を図のように8本つなぎ、起電力Vの電池を接続した。
Ac間の電流と回路の全抵抗Rを求めよ。

回路は下のとおりです。
           b 
         / | \ 
電池(V)― a -  c―  e ― 電池(V)にもどる
         \ | / 
           d 

わかりにくい図ですが、a, b, c, d, eはすべてつながっています。a, b, e, dを頂点としたひし形で、対角線が入った状態です。そしてその8本のひし形の辺と対角線がすべて抵抗値rの抵抗線でつながれています。

解説では、これをキヒルホッフの法則で解くために、電流を文字でおくのですが、その際に回路の対称性を利用しているらしいのですが、私は、回路の対称性というのが、いまいちよくわかりません。
解説では、回路の対称性より、電池からでるのが、I.
a-b間とa-d間をI2
a-c間をI1
c-b間とc-d間をI3
b-e間と、d-e間をI2+I3
c-e間をI1-2I3とおいています。
ここで疑問なのは、回路がどこを軸にして対称と考えるかということです。
普通数学だと、x軸やy軸に関して対称といいますが、このような回路では、どこが軸になるのでしょうか?
a-eが軸でしょうか?それとも、b-dが軸?
また、私が解説について疑問に思うのはどうして、a-b間とa-d間はI2とおいたのに、a-cだけ違うおき方なのでしょうか?三つともおなじではないのでしょうか?だから、a-b, a-d, a-cともに1/3Iとでもおいたらいいと思うのですが・・・a-cを軸とみているからですか?
同様に、b-eとd-eが同じなのに、c-eだけ違うのも疑問です。

実際、これを解くと、I1=I2=V/2r, I3=0となり、
a-b, a-c, a-dは同じになります。同様に、b-e, c-e, d-eも同じになります。
それなら最初から、a-b, a-c, a-dそして、b-e, c-e, d-eも同じ文字でおけばいいと思いますが、それでもよいでしょうか?
それともこの問題だけたまたまa-b(a-d)とa-cが等しくなっているのでしょうか?

長くなってしまいましたが、
○回路の対称性というのが、何を軸にして対称と考えればいいのか、
○未知の文字を置く際に、どのようにおけばいいのか教えていただけたらと思います。
補足が必要であればさせていただきますので、よろしくお願い致します。

よろしくお願い致します。高校物理です。今、特に対称性のある回路について勉強していますがわからないことがあります。

問題
抵抗値rの抵抗線を図のように8本つなぎ、起電力Vの電池を接続した。
Ac間の電流と回路の全抵抗Rを求めよ。

回路は下のとおりです。
           b 
         / | \ 
電池(V)― a -  c―  e ― 電池(V)にもどる
         \ | / 
           d 

わかりにくい図ですが、a, b, c, d, eはすべてつなが...続きを読む

Aベストアンサー

>それなら最初から、a-b, a-c, a-dそして、b-e, c-e, d-eも同じ文字でおけばいいと思いますが、それでもよいでしょうか?

図から見る限り、a-c-eについて対称です。cとb、dとは異なっています。出ている線の数で考えるとわかりやすいでしょう。b、dからは3本出ていますがcからは4本出ています。

電流I1とI2が等しくなったのは全ての抵抗が等しいとしたからです。対称性からではありません。Rab=Rad≠Rac、Rbe=Rde≠Rceの場合やはりbとdが対称というのは成り立っています。この場合はIab=Iad≠Iacです。

全ての抵抗が等しいという場合であれば次の様に考えても電流が等しいということが出てきます。
cb、cdを外します。
この場合ab、ac、adは全く対等です。b、c、dからは全て2本出ています。b、c、dの電位は同じです。ここで結線cb、cdを入れます。同じ電位のところを結んでも電流は流れません。

Q力学 ちょうつがいの問題 大学受験

力学の問題ですが、よくわかりません。よろしくお願い致します。

問題
鉛直な壁面上のちょうつがいOのまわりに自由に回転できる、質量m、長さLの棒がある。棒は60度傾き、先端を水平な糸で壁と結ばれている。糸の張力Tと、棒がOから受ける力の大きさFと向き(壁からの角度をθとしてtanθ)を求めよ。

自分はいつもどおり、上下、左右の力のつりあいなどを考えようと思ったのですが、よく問題を読むと、問われている、棒がOから受ける力の向きは、問題に60度と書いてあると思います。
でも、解説を読むと、
左右のつりあい、Fsinθ=T
上下のつりあい、Fcosθ=mg
Oのまわりのモーメント
TLcos60度=mgL/2sing60度
となっていました。

ここで質問なのですが、この立式がいまいちよくわかりません。
どうして、上下、左右のつりあいのときは、角度がθになっているのですか?どうして60度ではないのでしょうか?
また、モーメントを考えるときは、60度が代入されています。
これはどうしてでしょうか?

勉強不足ですが、よろしくお願いします。補足が必要であれば、させていただきます。

力学の問題ですが、よくわかりません。よろしくお願い致します。

問題
鉛直な壁面上のちょうつがいOのまわりに自由に回転できる、質量m、長さLの棒がある。棒は60度傾き、先端を水平な糸で壁と結ばれている。糸の張力Tと、棒がOから受ける力の大きさFと向き(壁からの角度をθとしてtanθ)を求めよ。

自分はいつもどおり、上下、左右の力のつりあいなどを考えようと思ったのですが、よく問題を読むと、問われている、棒がOから受ける力の向きは、問題に60度と書いてあると思います。
でも、解説を読むと、
...続きを読む

Aベストアンサー

もちろん、棒は壁からの垂直抗力を受けています。
その垂直抗力は力Fに含まれています。
ただ、壁(ちょうつがい)から受ける力が垂直抗力のみだと棒が壁を下方向に滑り落ちてしまうことになるので、棒はちょうつがいから鉛直上向きの力も同時に受けているはずです。
そして、棒が壁から受ける垂直抗力と鉛直上向きの力の合力が力Fなのです。
垂直抗力はいわば壁がへこまないために壁が物体に与える力であり、今回の問題はそれに加えて壁を滑らないための鉛直上向きの力が棒に与えられているのです。
鉛直上向きの力を与える要因はちょうつがいの場合もあれば摩擦の場合もあります。

上で述べたように、純粋に壁が物体に与える力は垂直抗力であり、壁に対して常に90度です。
しかし、壁が水平でなかったりすると物体が滑り落ちてしまうため、物体が静止するために何らかの別の力が必要になります。
この力が今回はちょうつがいによる鉛直上向きの力だったわけであり、本来なら垂直抗力と鉛直上向きの力は分けて考えた方が自然だと思います。
分けて考えるということは、片方の力はもう片方の力と何の関係も持たないということです。
つまり、片方の力(例えば垂直抗力)だけが大きくなることもあり得ます。
そうなると、双方の力の合力の向きは一定でないことがわかります。
しかし、今回の問題はどちらの力も作用点が一致しているので、合力Fとして一緒にまとめて考えているのです。

結局は、力の向きや壁の向き、糸の向きに全く関係のない方向に力が働くことはないのです。
あるとしたら、それは何か別の力同士の合力を求めた結果です。
このように考えると今回の問題も特別なわけではないです。
ただ、2つの力の合力として力Fを考えたために分かりにくくなってしまったのかも知れません。

※今日から事情により一週間ほど返信できないですが、ご了承下さい。
何か他に答えるべき事があれば一週間後に必ず返信します。

もちろん、棒は壁からの垂直抗力を受けています。
その垂直抗力は力Fに含まれています。
ただ、壁(ちょうつがい)から受ける力が垂直抗力のみだと棒が壁を下方向に滑り落ちてしまうことになるので、棒はちょうつがいから鉛直上向きの力も同時に受けているはずです。
そして、棒が壁から受ける垂直抗力と鉛直上向きの力の合力が力Fなのです。
垂直抗力はいわば壁がへこまないために壁が物体に与える力であり、今回の問題はそれに加えて壁を滑らないための鉛直上向きの力が棒に与えられているのです。
鉛直上...続きを読む

Qセンター過去問(追試験)ってやるべきですか?

はじめまして。センターを控えた国公立理系志望の高3です。センター受験科目は、英語、数学、物理、国語、化学、地理です。

過去問(本試験)や河合の黒本、駿台の青本は終わっちゃって、これからやる問題集が切れてきました。
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しかし学校の先生は追試は難しいからやっても意味ないと言っていました。
そこで質問なのですが、本試験と追試験のレベルが違いすぎてやらない方がいい科目ってなんですか?また、やった方がいい科目とか何年分やった方がいいとか教えてください。お願いします!!

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自分はあまり追試験の過去問はオススメしません。
やはり内容はそこそこ難しいのもありますし、
それをする時間があまりにももったいないからです。

過去問・黒本・青本、すべて3回以上やってはどうですか?
全試験の解答時間を3/4に減らしてやってみましょう。
なかなか回答速度があがって、即実践できる勉強方法ですよ!

それと、おせっかいかもしれませんが、質問者様は寝るべきです。
2時まで起きて朝8時(睡眠時間6時間と仮定)に起床するよりか
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なおかつスッキリした一日をむかえることができますよ!
今が勝負時です!先生や親のいうことがうっとうしくなる時期ですが、
自分が正しい!と思って頑張ってくださいね!
合格できることを祈っております!

Q物理のエッセンス初見なら最速で何日で終えられるでしょうか?(最速で)

物理のエッセンス
初見なら最速で何日で終えられるでしょうか?(最速で)

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確かに離れていればN=0です。
でもN=0であれば離れているかときかれれば、そうとは限らないという返事になります。

面との接触条件で言うと
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N=0で距離=0の点を通過しないとN=0で距離>0の状態にはなれないのです。

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最高点を通過する速さはv≧√(rg^2)であればいいというのが答えです。この等号はN=0に対応しています。N=0でもまだ離れていませんから最高点を通過すれば直ちにN>0が復活します。N=0ではv>0ですから最高点を通過できます。


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