(1) ばねが自然長で静止している状態で突然スイッチを閉じたところ，Ａは単振動を始めた。Ａの変位が x のときに極板Ａに蓄えられている電荷を Q(x) , コンデンサーの内部でＡからＢに向かう電界の強さを E(x) とする。Q(x) および E(x) を x の関数としてあらわせ。

答えに確信があります

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(2) Ａに働く電気的なカの強さは x の関数であり, (1/2)Q(x)E(x) とあらわされる。これを利用して設問(1)の単振動における振幅 a₁ と角振動数ω₁ を求めよ。ただし, |s| ≪ 1 なら (1 + s)^α ≒ 1 + αs という近似式を利用せよ。

答えに確信があります

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(3) 振動しているＡが，最も左に寄る直前，および左端から右へ動き始めた直後の２つの場合について，回路に流れる電流 i (図に示した矢印の向きを正とする)は正，負，ゼロのいずれか，理由を付して答えよ。

直前：

• 正
• ゼロ
• 負

答えに確信があります

直後：

• 負
• ゼロ
• 正

答えに確信があります

また，図２に示したように回路のそばにコイルを置いたところ，コイルの両端に振動電圧があらわれた。Ａが最も左に寄ったとき，コイルの両端に生じる電圧( b を基準にした a の電位)は正，負，ゼロのいずれであるか，理由を付して答えよ。

• 正
• 負
• ゼロ

答えに確信があります

(4) 次に，振動しているＡが x = 0 の位置にきたとき，急にスイッチを開いた。この時刻を t = 0 とする。その後のＡの単振動の振幅を a₂ ，角振動数をω₂ とし，スイッチの両端にあらわれる電圧 v(t) ( g を基準にした h の電位)を時間の関数としてあらわせ。また，角振動数ω₂ はいくらか。

答えに確信があります

• ω₂ = ω₀
• ω₂ = ω₀ / 2
• ω₂ = 2ω₀

答えに確信があります