センター2016物理基礎第1問 問5「パイプの中を落下する磁石」

1B-5-1

物理が苦手な文子
ざーっと読んでみると、パイプの中に強い磁石を落とすと、パイプの素材によって、落ちる時間が変わるっていうこと?

1B-5-2

物理が得意な秀樹
まぁ、落下時間は「両パイプで等しい」という選択肢もあるから、変わらないかもしれないけどね。

物理が苦手な文子
まぁそうか。

物理が得意な秀樹
問題文をしっかりと読んでいくしかないかな。問題文に「電磁誘導により[ ウ ]に電流が流れ~」と書いてあるよね。

物理が苦手な文子
あっ!電流が流れるんだ!だったら[ ウ ]には「銅パイプ」が入るでしょ。だってガラスには電流が流れないもんね。

物理が得意な秀樹
そうだね。

物理が苦手な文子
そうすると、次の空欄[ エ ]には自動的に「ガラスパイプ」が入ることになるわね。

物理が得意な秀樹
ということは、問題は最後の空欄[ オ ]だね。

物理が苦手な文子
問題文から考えられるのは、「電磁誘導」が関係しているっていうこと?

物理が得意な秀樹
そういうことだね。「電磁誘導」が直接関係しているというよりは、電磁誘導によって、力学的エネルギーの一部がジュール熱に変換されているっていうことだね。

物理が苦手な文子
問題文にはそう書いてあるわね。

物理が得意な秀樹
ガラスパイプの場合は、電磁誘導が起こらないから、重力による位置エネルギーが運動エネルギーにそのまま変換されるよね。

物理が苦手な文子
ということは、銅パイプの場合は誘導電流が流れてジュール熱が発生するから、その分のエネルギーが消費されるっていうことね。

1B-5-5

物理が得意な秀樹
そういうことだね。

物理が苦手な文子
ということは、ジュール熱が発生する分、銅パイプの方が出てきたときの運動エネルギーが小さいという事ね。

物理が得意な秀樹
一応、図で表すとこんな感じだね。

1B-5-4

物理が得意な秀樹
最初のUは同じだから、やっぱり銅パイプはジュール熱Qが発生する分、運動エネルギーK′は小さくなるね。

物理が苦手な文子
なるほどね。

物理が得意な秀樹
答えは⑤だね。

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