答え教えてほしいです！多くてすみません。

問題 1. 長さ ru のひもの先端に、質量のおもりを結ん で滑らかな水平面上で速さ 2 の円運動をさせ た。 その後、 ひもを円の中心方向に非常にゆっく りと引っ張って、長さを ro/7 にした。 このことに ついて、 下記の問いに答えなさい。 (a) この過程を通じて、 おもりの角運動量は保存 することを示せ。 1点 (b) ひもの長さr が ro≧r ≧ro/7 のときの、 お もりの速さと、 ひもがおもりを引く力の大 きさ F を求めよ。 2点 (c) ひもの長さが ru から ro/7に変化したときの おもりの運動エネルギーの変化量を求めよ。 ・・・1点 (d) ひもがおもりになした仕事を計算し、 おもり の運動エネルギーが増加した理由を説明せよ。 2点 2. 質量が M, 半径が α、 高さ (厚さ) がもの一様な 剛体円柱を考える。 それが、 仰角 6 の斜面を滑ら ずに転げ落ちる運動を考える。 剛体の重心は、常 に一つの平面内を運動し、 回転軸は常にこの平面 に垂直であるとする。 2-18 図に示したように、 重 心が運動する平面を ry平面にとって、重心の座 標を (2G, YG) とする。 また、円柱が斜面から受け る摩擦力の大きさをF、 垂直抗力の大きさをRと する｡ Mg R 2-18 図 斜面を転落する円板 (a) (rg, yg) が満たすべき運動方程式を記しなさ い。... 1点 (b) 回転軸周りの力のモーメントの大きさNを 求めなさい。 ... 1点 (c) 回転軸周りの円柱の慣性モーメント Ⅰ を求め なさい。... 1点 (d) 剛体の回転角をとして､心が満たすべき回 転の運動方程式を記しなさい。 ... 1点 (e) 滑らないで転げ落ちるための条件式を記しな さい｡ ...1点 (f) F が満たすべき方程式を記しなさい。・・・ 1点 (g) IGが満たすべき運動方程式を記しなさい。... 1点 3. 上記の運動の初期条件を次式で与えるとして､ 下 記の問いに答えなさい。 t=0のとき、 πc (0)=L, Uc(0)= =0 drG dt (a) 任意の時刻における v(t) と rc (t) を求 めなさい。... 2点 (b) ro(t)=10Lのとき、 をLで表せ。... 1点 (c) このときの位置エネルギーの減少量Uを求め なさい。 ... 1点 (d) このときの重心の運動エネルギー KG を求め なさい。... 1点 (e) このときの回転エネルギー Krot を求めなさ |1点 い。 (f) この運動に関してエネルギー保存則は成り立 っているかどうか論じなさい。 ･･･1点 (g) 円柱の外枠の質量は無視できるとして、円柱 の中身が質量 M の液体で満たされている場 合を考える。 外枠と液体の間の摩擦が無視で きる場合は、液体は回転せずに滑り落ちると 考えられる。 中身が液体の場合と固体の場合 について、 落下速度がどうなるかについて、 エネルギー保存則と照らし合わせて論じなさ 1点

この問題は微分でやるのですか？グラフを書いてときたいのですが、それではダメですか？

解 問 62. 時刻 t[s] における変位x 〔m〕 がx=2.0sin 0.40tと表される単振動を 考える。 (1) 時刻t[s] における速度v[m/s] と加速度a [m/s2] を, tを用いて 表せ。 (2) 速度が最大になるときの変位 x] [m]と加速度a] [m/s²] を求めよ。 (3) 加速度が最大になるときの変位 x2 〔m〕 と速度v[m/s] を求めよ。 (1) v=Aw cos wt = 2.0×0.49 cos 0.40t = 0.80 cos 0.40t (m/s) a=-Aw²sinwt = -2.0×(0.40)'sin 0.40t = -0.32 sin 0.40t (2) t = 0 のとき速度が最大になる (図117参照)。 x1 = 0 (m) 3 (3) t = =Tのとき加速度が最大になる (図117参照)。 2 x2 = -2.0 (m) (m/s2) a1 = 0 (m/s2) v2 = 0 (m/s)

III-1(4)を教えてください。

III. 強さの定常電流が作る磁場は、次のビオサバールの法則で与えられる。 点Sのまわりのds部分を流れる電流が点Pに作る磁場dHは、 I ds x r' 4T ¹3 (1) で与えられる。ここで、はSからPに向かうベクトルSP = r 。下の左図参照。 dH= I Sas P III-1. 強さの無限直線定常電流が軸上を、軸の正の向きに流れている場合を考える。 上の左図。 円筒座標系において、点Pの円筒座標を(p,d,z) とし、 その点での規格化された 基底ベクトルをeprepez とする。 円筒座標 (p,Φ, z) の点Pに作られる磁場H (p,p, z) は、 ed の向きであり、磁場のe, 成分, Ho は pのみに依存する、 すなわち H(p, o, z) Hs(p)e. と表すことができることを以下の手順 (1)-(3) で示せ。 = I (2) (1) 軸上の点Pに作られる磁場を求める。 点Pの座標を(x, 0, 0) とする。 軸上の点S のまわりのds部分を流れる電流が点Pに作る磁場の向きをその理由とともに答えよ。 V x H = i (2) 次に、点Pがzy平面上、軸からの距離がpの位置にあるとする。 このとき、円筒 座標を用いて点Pの座標が (p,p,0) であるとする。 軸上の点Sのまわりのds 部分 を流れる電流が点Pに作る磁場の向きをその理由とともに答えよ。 また、磁場の大き さがpのみに依存し、中に依存しないことを示せ。 2 (3) 最後に、 点Pが円筒座標 (p, 中, z), ≠0の位置にあるとする。 軸上の点Sのまわり のds 部分を流れる電流が点Pに作る磁場の向きをその理由とともに答えよ。 また、 磁場の大きさがpのみに依存し、 中,zに依存しないことを示せ。 (4) 磁場をH, 電流密度をżとしたとき, マックスウェルの方程式の一つは, (3) で与えられる。 マックスウェルの方程式 (3) を用い, さらにストークスの定理を適用 して、円筒座標 (p, 中, z), (p > 0) の点Pにおける磁場のe, 成分, H を求めよ。

Ⅲ-1(1)~(4) Ⅲ-2(1)~(3) を教えてください

III. 強さの定常電流が作る磁場は、次のビオサバールの法則で与えられる。 点Sのまわりのds 部分を流れる電流が点Pに作る磁場dH は、 I ds x r' 4 3 (1) で与えられる。ここで、 r'はSからPに向かうベクトルSP､ r' = r 。 下の左図参照。 dH = I S ds III-1. 強さの無限直線定常電流が軸上を、軸の正の向きに流れている場合を考える。 上の左図。 円筒座標系において、点Pの円筒座標を(p, 中, z) とし、 その点での規格化された 基底ベクトルを eps epiez とする。 円筒座標 (p,d,z) の点Pに作られる磁場H (p, 中, z) は、ed の向きであり、磁場のe。 成分, Ho は pのみに依存する、 すなわち H(p,d,z) = Hs (p)eΦ と表すことができることを以下の手順 (1)-(3) で示せ。 (2) (1) 軸上の点Pに作られる磁場を求める。 点Pの座標を(x,0,0) とする。 軸上の点S のまわりのds部分を流れる電流が点Pに作る磁場の向きをその理由とともに答えよ｡ (2) 次に、点Pがzy平面上、軸からの距離がpの位置にあるとする。 このとき、円筒 座標を用いて点Pの座標が (p,p,0) であるとする。 軸上の点Sのまわりのds 部分 を流れる電流が点Pに作る磁場の向きをその理由とともに答えよ。 また、磁場の大き さがpのみに依存し、中に依存しないことを示せ。 (3) 最後に、 点Pが円筒座標 (p,d,z), ≠0の位置にあるとする。軸上の点Sのまわり のds 部分を流れる電流が点Pに作る磁場の向きをその理由とともに答えよ。 また、 磁場の大きさがpのみに依存し、 中zに依存しないことを示せ。 (4) 磁場をH, 電流密度をżとしたとき, マックスウェルの方程式の一つは, V x H = i (3) で与えられる。 マックスウェルの方程式 (3) を用い, さらにストークスの定理を適用 して、円筒座標 (p, 中, z), (p > 0) の点Pにおける磁場のe 成分, H を求めよ。 III-2. 次に、 上の右図のように、 無限に長い円筒に強さの定常電流が流れている場合を考 える。ここで、円筒の断面は半径aの円であるとする。 円筒の中心軸を軸とする。 円筒に は強さの定常電流が軸の正の向きに, 円筒内を一様に流れているとする. (1) III-1 の結果を利用して、 円筒座標 (p, Φ, z) の点Pに作られる磁場 H (p, 中, z) は、 ed の向きを向くことを示せ。 また、 磁場のed 成分, H は p のみに依存することを示せ。 即 ち、この場合も磁場は式 (2) のように表すことができる。 (2) 円筒領域p<α及び円筒外の領域p>αにおいて、電流密度の大きさ i = i を求め (3) マックスウェルの方程式 (3) を用い, さらにストークスの定理を適用して,次の領域 における磁場のe」 成分, H を求めよ。 (a) p<a, (b) p> a

高校物理、電磁気の問題です！ 急いでます！どなたでも回答していただけると嬉しいです！お願いします！🙇‍♂️

G |+QL R B 誘電率を H 平行平板コンデンサーが端子GとHの間に接続されており,端子G'とHの間には電 池と抵抗(抵抗値 R)が直列に接続され,端子G”とH°の間には抵抗(抵抗値 R)が接続さ れていた(図参照)。コンデンサーの電極AとBの面積はSで,その電極間隔はdである とする。電極間は真空であり,真空の誘電率をsとする。まず,端子GとHを,端子G'と Hにそれぞれ接続すると、電流が流れ, 電極 A とBにそれぞれ電荷 +Qと-Qが蓄えら れ,電極AとBの間の電位差は となった。 次に,端子GとHから端子G'とH'を, それぞれ切り離したのち,電極Bを固定したま ま,電極Aを,手をつかって一定の力Fで図の下方にゆっくりとょだけ動かした結果,電 極間隔がdからdーxとなった。このとき、,手がした仕事は であった。この力Fは電極Aに蓄えられた電荷+Qが、電極Bに蓄えられた電 荷-Qによって生じた電界(強さE)から受ける静電気力と見なすことができる。この電界 の強さどは、電極AとBの間の電界の強さEの5 さらに、電極AとBの間隔を4-xに保ったまま,端子GとHを端子G'とHに,それぞ れ接続した。このとき,電流が流れ,電極A に潜えられた電荷は 最後に、端子GとHを,端子G'とHからとりはずし,それぞれ端子G”とH"に接続した。 接続してから,十分時間がたつまでに,端子G'とH°の間の抵抗で発生したジュール熱 7 となり,電極AとBの間の電界の強さEは 2 3 であり,Fの大きさは 4 倍である。 だけ変化した。 6 は であった。

(4)です。 1度速度が同じになるとその後等速運動をするのはなぜですか？

m 71_2円 (埼玉大) 2m Vo+gM V)-m=ー'mgL 2 2M Vo)-mo=ーμmgL …3 0, 3式より, m ら(M+m)( -Vo M+m -mv?=-μ'mgL のよう Mv? 1 を考え 2μ(M+m)g-2sT よって,2式を用いて, L=. )物体Aは初速度 voで等加速度直線運動をして時間T 後において,その速度が V。となる。台Dは初速度0で 蜂加速度直線運動をして,時間T後において, その速度 がV%となる。時間T以降は,A, Dともに速度 V。で等 速直線運動を行う。よって, 物体Aの速度 ひA と台Dの速 度pの時間変化のグラフは右の図になる。 発展 1.(3) 物体Aが台Dに対して滑った距離Lは、 A, Dの床に対して滑った距離 (ひーtグラフの面積)の 差であるから,右図の斜線部分の面積で容易に求める ことができる。 2. (1)~(3) 基礎問8(→ 参照 p.20) と同様に,運動方程 式から A, Dの加速度を求め, 等加速度直線運動の公 式を用いても解ける。 VA,UD 動峰線 Vo -UA Waは VA,UD Vo。 VD 0 T ti D に対して |Aが滑った距離L VA,UD Vo t 『が Muo (3) L=今oT 答

この問題の解き方と答えを教えてください。

傾きが45°の滑らかな斜面上に14kgの 物体を置き、 斜面平行方向(図参照)にカFを加え て静止させていたところ、Fを取り除 いて落下させた。斜面を落下する加速 度は何(m/s?)か。 Fe 14g 45°

新高2です。⑸から⑺の問題がわかりません。教えていただきたいです！

o77. (平面波の反射·屈折 干渉) 段差と壁面をもつ大きな水槽に水が入っている。この水 捕では、図上部の断面図で示したように, 壁面からの距離 水面 がL以上である領域Aでは水深が2んであり, 距離がLよ り小さい領域Bでは水深がんである。 図下部は, この水槽 を真上から見た図であるが,図の破線で示したように, こ の水深が変わる境界面は, 壁面と平行である。領域Aから, 境界面に向かって速さ り, 波長入の平面彼が入射し, 境界 面で屈折され,さらにこの屈折波が壁面に向かう。 ただし, 波の振幅はんに比べて十分に小さいとする。 図下部の斜め の実線は,入射波における波の山の波面を表しているが, この波面と境界面のなす角は45° であった。なお, 領域Bでの屈折波の波面や壁面で反射さ れた反射波の波面は問題の都合上かいていない。境界面での反射は無視でき, 波の速さは, 水深の平方根に比例するとして, 次の問いに答えよ。 (1) 領域Aでの波の周期Tを求めよ。 (2) 領域Bでの波の速さ が'をひを用いて表せ。 (3) 領域Aに対する領域Bの屈折率nを求め,領域Bでの波面と境界面のなす角度『を求め 境界面 壁面 2h hl 断面図 入射波の波面 真上から 見た図 L- 領域A 領域B よ。 (4) 領域Bでの波の周期 T' と波長/を求めよ。 境界面で屈折された波は, さらに進行し壁面で反射された。ただし, 壁面での反射は自由 端反射であるものとする。 屈折波とこの反射された波が干渉し, 定在波(定常波)が観測さ れた。定在波を観測したところ, 境界面と平行に線状に節が観測されたが, ちょうど境界面 上にも節が観測された。 また, 領域Bには, 境界面での節以外に6本の節の線が現れた。 (5) 壁面において, 壁面と平行に進む波が観測された。この波の波長入。と速さ。を求めよ。 (6)境界面での節が, 壁面から数えて7番目の節であるという事実を使って, Lを入で表せ。 (7) 反射波が境界面を通過して, 領域Aにも定在波ができた。 領域Bの場合と同様に, 定在波 の節が境界面と平行な複数の線を形成する。 この場合の隣りあう線の間の距離dを入で表 せ。 (19 埼玉大)

教えてください🙇‍♀️ 運動方程式を立てる 初期条件 その他考えられそうな問題

1. 図のように, 片端が固定されたバネ (バネ定数 (> 0)) の別端に質量 7 の質点がつながれてい る。バネは水平に設置されており, 物体はバネが横たわる直線に沿って運動する。物体が運動す るこの方向に z 軸をとり, z 軸の原点をバネが自然長のときの物体の位置とし, ばねが伸びる向 きを正向きとする (図参照)。時刻#における物体の座標を z() と表す。物体には, バネが及ぼ すフックの力と, 動摩擦力が作用しており, 動摩擦力の大きさは げ である (げ は正の定数)。空気 抵抗は無視できる。はじめ, 物体を座標 ー-,: のところに静止した状態で手で固定し (ア は正の定 数) , ょ= 0 に静かに手を離すと物体は動き始めた。以下, 物体が動き始めてから, 物体が最初に 静止するまでの間について考える。 自然長 OM夫。 > 0 0000較3。 0 の(9 以下, どのような問いが作りえるかを予想して準備してください。 ただ, 試験では, 自分が用意した答えにとらわれずに, よく問題を読んをで, その場でよく 考えて解 答してください。的外れなことを書いたのでは, ほとんど得点できません。