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Mathematics Undergraduate

物理の万有引力に関する質問です。 問1と問2は答えを出せたのですが、問3以降が分からず困っています。 どなたか分かる方がいらっしゃれば教えていただけると幸いです。 ちなみに、問1と問2に合っているか分からないですが、次のような答えになりました。 問1 mg=GMm/R... Read More

問1 図1のように地上から,質量mの衛星を打ち上げて軌道に乗せることを考 える. 以下の問1~問5に全て解答しなさい. ただし, 地球は点Oを中心とす る密度一様な球体とし、 地球の半径をR, 地球の質量をM, 万有引力定数をG とする.また, 地球の自転による効果については考慮しない. 地上での重力加速度の大きさを R, M, G を用いて表しなさい. 問2 衛星を地上より鉛直上向きに速さ V。 で打ち上げて, 地球の中心から2Rの点 Aに達した時に速さが0になった. この時の速さ Vo を求めなさい. 問3 衛星が点Aに速さ0で達した直後, OAに垂直な方向に速さ VAに加速して, 点Aから地球の中心を通る延長線上のOB=6R となる点 B に到着した. この時 の速さ VA,及び, 点Bに到着した時の速さ VB を求めなさい. 問4 衛星が点B に達した直後, 速さ VC に加速して地球に対し半径 6R の等速円運 動をさせる. その時の速さと公転周期 Tc を求めなさい . 問5 地球に対し半径 6R の等速円運動をしている衛星の運動エネルギーK を用いて, この衛星がもつ力学的エネルギーを表しなさい. ただし, 万有引力による位置エ ネルギーの基準点は無限遠とする.

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Mathematics Undergraduate

位置を2回微分すると、加速度になるんですか?

1OROY m m 0 0 9(t) 図1 単調和振動子。 復元力 F はF= ーky(t) であるとする.ここでk>0はバネ定数と呼ばれる与 えられた物理量である. ニュートンの法則(カ=質量× 加速度) を適用すると, ーky(t) =D my" (t) が得られる。ただしy" という記号でyのtに関する 2階導関数を表すものとす る。c= Vk/m とおくと, この2階常微分方程式は g"(t) +c9(t) =D0 となる。方程式(1) の一般解は, a, b を任意定数として 9(t) = a cos ct+bsinct により与えられる。明らかに, この形の関数はすべて方程式 (1) の解になってい る。そしてこの形の解のみがこの微分方程式の 2回微分可能な解になっている。 その証明の概略は練習6で述べる。 上述の y(t) を表す式のなかで, cは与えられた定数であるが, a, bはどのよ うな実数でもかまわない. この方程式の特別な解を決める場合, 二つの未知定数 a, b を考慮に入れた二つの初期条件を課さねばならない. たとえば物体の最初の 位置 y(0) と初期速度 y/'(0) が与えられれば, 物理的な問題の解は一意的となり, y(0) sin ct 9(t) = y(0) cos ct + C により与えられる. 容易にわかることであるが, ある定数 A>0と φERで, a cos ct + bsin ct = Acos (ct - 4) をみたすものが存在する. 上に述べた物理的な解釈に基づいて, A= Va? +6? をこの運動の「振幅」 cを「固有振動数」 (aを「位相| (これは ?Tの整数倍

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Mathematics Undergraduate

矢印のところからの解説がよくわかりません 教えてください🙇‍♂️🙇‍♂️

に 5 第2章 電磁気の開何学 '(の 8証人り 0/ lsの| lo 0 コ11Zの1 (259) e*(の 0 1 0 〆⑨め 和隊凍特に置こう) は 4210 の:飲分さ4ー 0 で計算したもゃので ある・: UN d41(の IRONSO ー1 1 = d 頁 5 (230) (DNSNNWUU 叶 っまり行列 o は配位空間 9O(3) の原点ぇ三0 (すなわち単位元7) における接 ベクトル (tangent vector) である. 他の 4.() について ゃ同様に微分してミっ の独立な接ベクトルが得られる ・ 0 0 (0)まUli U義まN0 iM0NR0S も15T 02一 OS0O 0の 0渦中計上U -1 0 0 0 一般にリー群の原点における接ベクトル空間をリー環とい う (補足 2.13 参照). 群 5O(3) の接ベクト 空間として得られるリー環を so(3) と表記する. 上記の {an, gs, gs} は so(3) の基なのである. 逆に (2.29) を微分方程式だと考え (任意の初期条件 z(0) = (gz,の)” を 与えて) これを積分すると, a の指数関数として 41() が生成される : ue) 0 eむーー|0 cosz 一sint 30 0 sin? coS4 任意の 〈ベクトル〉 (232) ⑭ 三 4の1 十 の2Q2 十 0sQs E s0(3) についてもゃ同様にこれを積分して回転 4() = e? が得られる. つま り 〈ぐ2 トル〉 (e リー環) を積分して運動 (G リー群) が生成される. (ベク トル) 9 は生を生じる(4) を生成する) 行列 (作用素) 。 であること に注意しょ う. (2.32) を行列の形で書く と

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