電磁誘導の問題がわかりません

質問

図（添付画像）のように水平に置かれたU字型の導線KLMNに質量m（kg）の導体棒PQをわたして閉回路PLMQを作る。PLMQは長方形でLMの長さがl（m）だとする。LとMのあいだにはR（Ω）の抵抗を入れておく。鉛直上向き（z方向）に磁束密度B（Wb/m^2乗）の一様磁界（磁場）をかけた。ただし導体棒はすべらずにMN方向（y方向）へころがる。ころがり摩擦と導線、導体棒の抵抗及び接触抵抗は無視できるものとする。また閉回路PLMQに流れる電流の作る磁界（磁場）はBに比べて無視できる。次の問いに答えよ。
（A）時刻t（s）において導体棒PQが速さv（m/s）でy方向に動いていたとする。このとき
（1）Pを基準にしQの電位（V）はどれだけか
（2）抵抗での単位時間あたりの発熱量（J）を求めよ。
（3）導体棒が磁界（磁場）から受ける力の成分y成分（N）を求めよ。

（B）y方向に転がっていた導体棒の速さがv1（m/s）となった時刻をt＝t1とする
t＝t2（t2＞t1）で導体棒の速さがv2になったとするt＝t1からt＝t2のあいだでの抵抗での発熱量（J）を求めよ

問題そのままです、お願いいたします

回答No.2

ryou4649

（Ａ）
　(1)Ｖ＝ＢｌＩ

(2)Ｐ(J/s)＝Ｖ^2／Ｒ

(3)Ｆ＝ＢｌＩ＝ＢｌＶ／Ｒ

（Ｂ）
　水平方向の運動ですから、減速運動だと思います。
　エネルギー保存則より

　　　運動エネルギーの差　＝　発熱量　＋　棒の回転エネルギー

　だと思いますが、回転エネルギーは導体の半径等が与えられていないので無視するしかないと思います。

ただ、この問題、どうして

>ただし導体棒はすべらずにMN方向（y方向）へころがる

の条件がついているのか？　よくわかりません。

お礼

回答ありがとうございました。

回答No.1

shintaro-2

とりあえず、棒の回転エネルギーは無視してよいのでしょうから

　v=at+v(0)
　F=ma
　F=BI
　[単位時間あたりの発熱量]=[消費電力]
　v(t2)=v(t1)+a(t2-t1)　←このａは最初のaと違うかもしれないから、Iを求めなおす必要があるかも
　[発熱量]=[消費電力]*「時間」

　　　で順番に解いていくということでしょう。

　電流の流れる向きを間違えないように

お礼

回答手順ありがとうございました。