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まずは、数学(曲線の長さ)の解説からです。
先週の問題 数学㊹(曲線の長さ)
<問題>
xy平面上に中心(0,1),半径1の円があり、この円はx軸上を滑ることなく転がる。点Pは最初、点(0,2)にあり、円に固定された点であり、円の回転に伴い移動する。円が1周回転する間、点Pの動く距離を求めよ。 |
<ヒント>
いわゆるサイクロイドです。まずは、点Pのx座標とy座標を円が回転した角度θ(0≤θ≤2π)で表しましょう。これで、媒介変数表示にすることができたので、あとは曲線の長さの公式を使いましょう。
<解答>
今週の問題 物理(コンデンサー)
<問題>
内部抵抗が無視できる起電力36Vの電池と、電気容量がC1=1μF、C2=1μF、C3=2μFである3つのコンデンサーC1,C2,C3と、スイッチS1,S2が図のように接続された回路がある。最初、2つのスイッチは共に開いており、各コンデンサーには電荷は蓄えられていない。次の問いに答えよ。 (1)スイッチS1を閉じ、十分に時間が経ったときのC1とC2の電荷を求めよ。 (2)次にS1を開き、S2を閉じ、十分に時間が経ったときのC2とC3の電荷を求めよ。 (3)(2)に続き、S2を開き、S1を閉じ、十分に時間が経ったときのC1とC2の電荷を求めよ。 (4)再び、(2)の操作を行った。十分に時間が経ったときのC2とC3の電荷を求めよ。 (5)(3)と(4)の操作を無限に繰り返したとき、C1、C2、C3の電荷を求めよ。 |
<ヒント>
電気量保存則とキルヒホッフの法則で回路の方程式を立てて、丁寧に解けばできますよ。
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