物理です． 2番と4番を教えてください。 よろしくお願いします

応用物理II R4:課題1(担当:挽野真一) 間1 図1に示したように、バネ定数kの2つのパネ につながれた質量 m のおもりが床と接している場 合を考える。おもりがつり合いの位置から x だけ ずれたとする。原点0をつり合いの位置とすると 点0からxだけずれたとき、おもりと床との間の 摩擦力を無視するとして以下の問いに答えよ。 imm X 0 図1 バネ定数 kの2つのパネに質量 mのおも りがついている。. (1) おもりの運動方程式を立てよ。 (2) (1)の運動方程式の一般解を求めよ。 (3) 初期条件として、時刻1=0 のとき、x(0) = 0, dx =%を満たす解を求めよ。 問2 図のように、パネ定数kのバネに質量 m のおもりをつけた。バネが つり合いの位置にあるとき、おもりの位置は yo であった。おもりの位 置がyになるまで下に引っ張って、おもりを静かに放した。以下の問い に答えよ。ただし、重力加速度をg、空気抵抗は無視できるものとする。 (1) おもりの運動方程式を立てよ。 (2) (1)で立てた運動方程式の一般解を求めよ。 (3) おもりの速度がゼロとなる時刻を求めよ。 Yo y 問3 直線状に2つの同じ原子が結合している水素 H2 分子の振動現象を考える。ここでは、簡単のた め原子間の結合はバネ定数kのバネで結合されているとし、水素の質量を m として以下の問いに 答えよ。重力の影響は無視してよい。 (1) 図に示すように各原子が変位しているとして、各原子の運動方程式を立てよ。 (2) (1)で立てた運動方程式から分子の角振動数を求めよ。ただし、分子の重心は静止しているとし てよい。ヒント:原子間の相対運動を記述する運動方程 式に変形すると単振動の式と同じになる。 (3) エネルギー等分配則によって、温度 T の熱エネルギ ーkT/2 が振動のエネルギーになっているとして、その時 の振幅を求めよ。 水素 水素 imó X。 図、水素分子の古典モデル。 間4 質量mの質点がx軸方向に保存力Fを受けて運動するとき、質点の運動方程式は mx= F と与えられる。この運動方程式から力学的エネルギーが保存することを示せ。 00 m

2つとも分かりません。よろしくお願いします。

* 」x N が変化する場合、ギブスの自由エネルギーG= G(T, P) のみ G= Nμ(T, P) という、N依存性をT,P依存性と分離する形で表現することができる。 問題」 一方、他の熱力学ポテンシャルについては U= Nu(S, V), という形には分離できない。その理由を説明せよ。 H= Nh(S, P), F= Nf(T,V) 問題2:以下の過程におけるエントロピー変化を求めることでその過程が可逆か不可逆か確認せよ。 (A) nモルの理想気体を温度Tの熱源に接触させて、全体の温度を一定に保ったままで体積を 準静的に V から Vz に変化させた。この時の理想気体と熱源を合わせた孤立系のエントロ ピー変化を求めることで、この過程が可逆であることを確認せよ。 (B)温度T, とTz の二つの物体(ここでT, <Tz)を短時間接触させたところ、AQ の熱が移動 した。この過程に伴うそれぞれの物体のエントロピーの変化を求め、その和が正であるこ とから、熱伝導現象は不可逆であることを示せ。

物理熱力学の問題です。解説お願いします。

問題1:粒子数N が変化する場合、ギプスの自由エネルギーG= G(T, P) のみ G= Nμ(T, P) という、N依存性をT,P依存性と分離する形で表現することができる。 一方、他の熱力学ポテンシャルについては U= Nu(S, V), という形には分離できない。その理由を説明せよ。 H= Nh(S, P), F=Nf(T,V) 問題2:以下の過程におけるエントロピー変化を求めることでその過程が可逆か不可逆か確認せよ。 (A) nモルの理想気体を温度Tの熱源に接触させて、全体の温度を一定に保ったままで体積を 準静的にVからV½に変化させた。この時の理想気体と熱源を合わせた孤立系のエントロ ピー変化を求めることで、この過程が可逆であることを確認せよ。 (B)温度 T,とTz の二つの物体(ここでT」<T;)を短時間接触させたところ、AQ の熱が移動 した。この過程に伴うそれぞれの物体のエントロピーの変化を求め、その和が正であるこ とから、熱伝導現象は不可逆であることを示せ。

写真の問題1～3の解法を教えてください。

すること 問題1 xyz 直交座標系の点(x, y, z)において、以下の式で示されるベクトル場 AとBがある。z=0のxy 平 面で、原点を中心とする半径1の円周上の点において、AとBがどのようできるかを図示しなさい。 x A(x, y, z) =(2+ y? y 0 x2 + y? B(x, y, z) = |2+ y?x? +y? 問題2 ベクトル場A とBについて、高さ方向の中心軸がz 軸と重なるように置かれた高さ1、半径aの円 柱表面Sの上で面積分した値をそれぞれ求めなさい。 円柱の下面はz=- 1/2、上面はz= 1/2 に置かれてい るとする。 問題3 原点を中心とするz=0 の平面上の半径aの円周Lを考える。ベクトル場AとBについて、 この円 周をz軸の正方向から見て反時計回りに線積分した値をそれぞれ求めなさい。 問題4 問題 1から3の結果および物理学 III の教科書のガウスの法則およびアンペールの法則の記述を参 考にして、ベクトル場AとBは、電磁気学において、 それぞれどのような物理量によって生ずるのか、さら に、その物理量は xyz 直交座標系のどの位置に存在しているのかについて論じなさい。(ヒント:面積分や線 積分の値が a→0やa→0の極限でどうなるかを考えてみるとよい。) 以上

ここのsinθはどのような意味でしょうか？

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至急お願いします。 万有引力の法則がどのようにして発見され、またそれによってどのような現象が理解できるようになったかを答えなさい。 その際、2つのキーワード「ケプラーの法則」と「普遍性」を用いること。

この大門33つの答えを教えてください！ 7/30までに！！

電磁気学1 レポート課題(2) 2021.7.28 自分で考え、計算過程を丁寧に書くこと。論理展開を第一の評価対象とします 1. (1) 等しい極板面積4,極板間隔dを持つ平行平板コンデンサーを充電し±qの電荷 を与えた。電荷を一定に保ったまま、極板間隔をわずかにA4だけ増加させたと き、コンデンサーに蓄えられているエネルギーの変化を求めよ。 (2) このエネルギーの変化から、両極板の引き合う力の大きさを求めよ。 2. V (1) 起電力V、内部抵抗ァの電池に抵抗R の銅線をつ ないだ。抵抗Rで発生する熱を求めよ。 (2) 発熱量が最大になるときの抵抗Rを求めよ。 3. 断面積 S の直方体の箱を電気伝導率 a(x) の物質で満たし、右図のように相対する面 を電極として電位差V を与えた。回路に 流れる電流を求めよ。ただし、電極間の距 離はLとし、電気伝導率 a(x)は箱の左端で L 00、電流の流れる方向をxとして a(x)= oo+ ax (a は正の定数)のように連続 的に変化するものとする。

この３問の答えを教えてください

電磁気学1 レポート課題 (2) 2021.7.28 自分で考え、計算過程を丁寧に書くこと。論理展開を第一の評価対象とします 1. (1) 等しい極板面積4,極板間隔dを持つ平行平板コンデンサーを充電し+qの電荷 を与えた。電荷を一定に保ったまま、極板間隔をわずかにAMだけ増加させたと き、コンデンサーに蓄えられているエネルギーの変化を求めよ。 (2) このエネルギーの変化から、両極板の引き合う力の大きさを求めよ。 2. (1) 起電力V、内部抵抗ァの電池に抵抗R の銅線をつ ないだ。抵抗Rで発生する熱を求めよ。 (2) 発熱量が最大になるときの抵抗Rを求めよ。 3. 断面積 S の直方体の箱を電気伝導率 ax) の物質で満たし、右図のように相対する面 を電極として電位差 V を与えた。回路に 流れる電流を求めよ。ただし、電極間の距 離はLとし、電気伝導率 a(x)は箱の左端で 00、電流の流れる方向をxとして V a(x)= oo+ ax (a は正の定数)のように連続 的に変化するものとする。

力学の問題です！3番からわかりません…！

図に示すように, 粗い水平の床末に質量 m, 半径rの球を置く.この球を床面からhの高さに設置された棒でx 3 の上の同きに水平に突くと, 球はすべらずに転がった.球は均質で, 重心Gは球の中心にあるものとする. で球を突く力を P, 球と床の摩擦力を Fとする.このとき, 以下の問いに答えなさい. なお, 導出過程も採式 対象とする。 問1 x方向の運動方程式を示しなさい、ただし, 球が進む向きの加速度をとする。 問2 球の回転方向の運動方程式を示しなさい. ただし,球の回転角0を図の様にとり, 角加速度を6,球のG 回りの慣性モーメントをIGとする。 問3 与えられた記号を用いて, 球と床の摩擦力Fを求めなさい. ただし, 球が進む向きを正とする。 問4 球がすべらずに転がるためのhの範囲をrの関数で示しなさい. ただし, IG==m 解答 問1 P→ 0 問2 h G 床 >x 問3 0 問4

どれでもいいのでわかるのあれば教えていただけると嬉しいです。

2.2017年2月に, NASA が地球から約 39光年離れた恒星系「トラビスト1」に地球に似た新しい7 個の系外惑星を発見したと発表し,大きな話題になった。地球からトラビスト1への簡単な宇宙 旅行のモデルを考えてみよう。 宇宙船が地球からトラビスト1まで光速の 80 %の速さで等速度運動すると仮定し!,以下の間 に解答せよ、ただし, 話を単純化するため,地球とトラピスト1は相対速度ゼロの二つの慣性系 であるとする。 (1) 地球上の観測者から見ると,地球とトラピスト1は静止しており,運動しているのは宇宙船 である。この観点から,宇宙船がトラビスト1に到達するまでに要する地球上での時間と 宇宙船内での時間 (単位は yr (年))を求めよ。解答は有効数字2ヶタとする. (2) 宇宙船内の観測者から見ると,宇宙船は静止しており, 運動しているのは地球とトラビスト 1である。この観点では,(1) で求めた宇宙船内での時間はどのように説明できるか? [(2) のヒント] 宇宙船内の観測者が測る地球とトラピスト1の距離はどうなるだろうか? 3.重力は他の3つの力に比べて極端に弱いにも関わらず,天体の運行などの宇宙規模の現象に対して は支配的な役割を果たす。その理由を考察し簡潔に述べよ。 4. 湯川秀樹の中間子論によると,相互作用の到達距離はその相互作用を媒介する素粒子の換算コンプ トン波長程度と見積もられる。この考え方を弱い力に適用してみた場合,弱い力の到達距離は どの程度と見積もられるか考察せよ。ただし、弱い力を媒介するボース粒子(ウィークボソン W*,z°) の質量は, W*が約 82GeV, z° が約93GeV であることが実験によって判明している 2.弱い力の到達距離は授業中に紹介しているので,きちんと計算を書くこと、]