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大学入試難問(数学解答&物理29(電位))

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 まずは、前回の数学(媒介変数表示)の解説からです。

先週の問題 数学(媒介変数表示)

<問題>

xy平面座標上で、以下のように媒介変数θ(0≤θ≤π)で表される媒介変数関数がある。

y=(1+cosθ)sinθ

(1)この曲線の概形を描け。

(2)この曲線の長さを求めよ。

<ヒント>

(1)dx/dθとdy/dθを求めて左右の動き、上下の動きを調べよう、そしてdy/dxも求めて曲線の凹凸も調べましょう。

(2)曲線の長さは(dx/dθ)2+(dy/dθ)2のルートの積分で求められます。

<解答>


  2回微分したり、増減表を書くのが大変だったと思いますが、そこは丁寧にやりましょう。数Ⅲは面倒臭くて時間が掛かることを正確に速くやる必要があります。速さは練習すれば、必ず身に付きます。まずは正確さを意識して練習しましょう。それがある程度できるようになったら、今度は速さを意識します。そういう風に段階を踏んで、一歩ずつ駆け上がりましょう。実は、自分の能力が上がると、一歩の幅や、脚の回転速度が上がりますから、その一歩はすごい一歩になるのです。

今週の問題 物理(電位)

<問題>

 図のようにxy平面に正方形ABCDがあり、1辺の長さは2L[m]で、辺ABはy軸に、辺BCはx軸に平行であり、中心は原点Oと一致する。クーロン定数をk[N⋅m2/C2]とし、電位の基準は無限遠とする。

(1)A,B,Cの3点に正電荷Q[C]がある場合、以下を求めよ。

 (a)原点Oの電位

 (b)点Dの電位

 (c)点Dに正電荷q[C]を置き、これを原点に移動させるとき、外力がする仕事

(2)A,B,Cの3点に正電荷Q[C]があり、更に原点Oに電荷Q0[C]がある場合、点Aの電荷に対する点B,C,Oの電荷によるクーロン力の合力Fが、x軸と平行になるときのQ0をQを用いて表せ。又、合力Fをk,Q,Lで表せ。

<ヒント>

(1)(2)合成電場はベクトル和で、電位は数値の和になります。(2)は、点Aでの合成電場をx成分とy成分に分解してy成分が0になるときを考えましょう。

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