レポート(2)

問題1

摩擦電荷を帯びた物体が重力に抗して浮遊するのはよく目にする光景である。
(a) 1gの物体に働く重力の大きさはいくらか。
(b) 10cm離れた平行平板電極に電位差100Vを与えた時に、電極間に生成される電場の大きさはいくらか。
(c) このとき、電極の電荷の面密度はどれくらいになるか。
(d) (b)の電場から受ける力が(a)の重力と釣り合うためには、物体はどれくらいの電荷量を持つ必要があるか。
(e) (d)の力の釣り合いを実験で実現するためには、どのような点をに注意する必要があるか。

問題2

(a) 磁場(磁界)Hと磁束密度Bについて、定義や違いがわかるように簡潔に対比して説明せよ。
(b) 磁石の上に置かれた紙に撒かれた鉄粉が描くのは磁力線か、磁束線か？また、低エネルギーの電子が巻きついて運動するのは磁力線か、磁束線か？いずれも、根拠を挙げて解答せよ。

問題3

x軸上に間隔rで並べた磁石1と磁石2の磁気モーメントを共に p_m=q_mdとする。
(a) 磁石1のN極(x=d/2)と磁石2のS極(x=r-d/2)の間に働く磁力をクーロンの法則から計算せよ。
(b) (1+x)^-2=1-2x+3x²-4x³の近似を使って磁石1と磁石2の間に働く力を計算せよ。この力は磁石の間隔rの何乗に比例して減少するか？

問題4

11/21に行った中間試験の問題1～3のうち1問を選び、返却された解答用紙や授業中の解説などを参考にして再回答して提出せよ。中間試験の解答に赤字で記された問題点や質問に対応していない解答の評点は、極めて低くなるので注意すること。必ずどの問題の再解答かを明示し、2問以上は解答しないこと。

注意

解答は、全てこちらの用紙をプリントアウトし、氏名などを記入して、手書きすること。ワープロ作成やルーズリーフや市販のレポート用紙の使用は不可とする。 複数毎の解答は認めるが、最大でも4ページとする。制限を超えた分の解答は評価しない。また、裏面への記入も評価しない。複数枚の解答用紙には、全て最初のページと同様のヘッダをコピーし、さらにページ番号の記入をすること。全体をホッチキスなどで留めることは固く禁止する。

友人に教えてもらうことは構わないが、必ず自分で考えた結果を提出すること。教える側も安易に自分の解答を見せないこと。極端に類似の(丸写しの)レポートがあれば、どちらも0点と評価するので注意すること。

最終提出期限は1/9の授業開始時とする。それ以前の提出も歓迎する。

ヒント

問題1
重力は電磁力に比べて極めて弱いので、必要な電荷量はかなり小さな値になる。
問題2
2つの専門用語の類似点と相違点がわかるように解答すること。単位の異なる物理量を同じものと混同してはならない。文章の内容だけでなく、解答のレイアウトにも工夫を凝らすこと。図、表、式を効果的に使って分かりやすい文書に仕上げること。
問題3
磁荷の組合せが4種類あることを見落とさないこと。
問題4
自らの中間試験の解答をまず見直し、問題文が聞いている内容を再確認し、それを改善する様に解答すること。友人の解答をまねても参考書を丸写ししても評価しない。

(last modified at 14th Dec. 2018)