高校レベルの物理の問題です。 答えは出したのですが、解答と合わなかったので最後の問題の解き方を教えてください。

空気抵抗とは空気との接触により運動を妨げようとする力のことであり、運動している物体の速さ (速さの1乗) に比例する粘性抵抗と速 さの2乗に比例する圧力抵抗がある。 雨が圧力抵抗のみを受けながら鉛直下向きに落下する様子を考える。 圧力抵抗の比例定数を重 力加速度の大きさをg [m/s²]として以下の問に答えよ。 V 問31 鉛直下向きを正として雨の加速度をa [m/s'] としたとき、 速さ [m/s]で落下している雨滴の運動方程式はどのように記述され るか。 適切なものを1つ選べ [31] ① ma = mg + kv² (2) ma=-kv (3) ma = -kv² (6) ma=mg- ・kv (7) ma = mg-kv² ⑧ ma-mg 問32 比例定数kの単位はSI単位でどのように表されるか。 適切なものを1つ選べ。 [32] ① N·m ②N･s ③kg·m ⑥ N/m ⑦ N/s ⑧kg/m ①kmg mg k ② 月 33 雨滴は地表付近では等速度運動をする。 そのときの速度 (終端速度) Pt [m/s] として適切なものはどれか。 1つ選べ。 [33] mg -1 (半径に反比例) img k 5 1 (半径の1乗に比例) ④kg's ⑨kg/s 1km g 30 (半径に関わらず一定) 4 ⑧ 0 34 圧力抵抗の比例定数kはp を空気の密度、S を物体の断面積として、以下の関係がある。 x=2/cos CpS 4 ma = kv 9 ma = mg - 12/1 (半径の平方根に反比例) ⑤m/s² ⑩ 単位無し ここで、Cは物体の形状に依存する係数であり、 球の場合はおよそ 0.5 となる。 雨滴の形状が球だとして、終端速度は雨滴の半径の何 乗に比例するか。 適切なものを1つ選べ。 [34] ⑥⑥/12 (半径の平方根に比例 62 (半径の2乗に比例) ⑤ ma=kv² 10ma = mg + kv kv²=mg V = long fals い JAL = der²tu Img_ 11 4mg erin 4mg en F√ √

力学です (1)と(2)は答え合わせをしたいので答えをお願いします。 (3)(4)(5)は導出をよろしくお願いします。

質量mの小さな物体を高さんから水平方向に初速度v で発射する。 次の問いに答えなさい。 ただし、重力加速度 の大きさをgとし、 鉛直上方を正とする。 (1) 抵抗力が働かない場合、 この物体の任意の時刻におけるxy方向の速度をそれぞれ求めなさい。 ただ し、運動方程式を微分方程式の形で書き、 それを解くことによって求めること。 (2) (1) の場合に、 この物体の任意の時刻における位置を求めなさい。 (3) 粘性抵抗が働く場合、 この物体の任意の時刻におけるxy方向の速度をそれぞれ求めなさい。 ただ し、粘性抵抗の比例係数をyとする。 (4) (3) の場合に、 この物体の任意の時刻における位置を求めなさい｡ (5) 慣性抵抗が働く場合、 この物体の任意の時刻におけるxy方向の速度をそれぞれ求めなさい。 ただ し、慣性抵抗の比例係数を2とする。

この問題がわからないです😭 なんとかvを求めて速度が0になるときのtの値までは求められたのですが、高さを求めるためにvを積分しようと思ったのですがうまくいかず… この解法自体が合っているのかがわからないですが、解き方分かる方教えて頂きたいです！！

(問5)右図のように質量mのボールを鉛直方向 (y 方向)に初速 vo投げ上げた。 重力加速度をgとする。 | 空気抵抗力は速度の2乗に比例する、即ちf=-b²,b は正の定数。 ボールの到達出来る最大高さを求めよ。 f=-by²

ここの大門2、3が全く手がつきません。 解説お願いします。

速度に比例する摩擦が働く放物運動を取り上げよう。 始めの位置を原点にとって、上向き正のxy座標で考えて 以外に速度ベクトルv= 0 みる。 この場合、 物体には重力ベクトル mg= (_゜ に比例する抵抗力ベク -mg Vy -kvz トルf=-kv= が働く。物体に働く力の合力ベクトルはmg+f=mg-kv= とな -kvI -kvy -mg - kvy る。よって、運動方程式のベクトル式、 F = ma、 の F に mg + f をいれて成分ごとに微分方程式を解けばよい。 問題 2. 以下の問いに答えよ。 (30) (a) この運動について､方向と方向の運動方程式を書け。 (b) 初期条件として､ 水平線から角度0の方向に速度ベクトルの大きさで。 で物体を発射したとする。 各運 動方程式を解いて、 速度ベクトルを時間の関数として求めよ。 y 座標は∞までいけるとして、t→∞ での速度ベクトルを求めよ。 (c) 位置ベクトルを時間の関数として求めよ。 そして t∞で到達できるx座標の最大値を求めよ。 (d) t〜0近傍の Cr, y, T,yの近似式を指数関数のTaylor 展開を用いて求めよ。 このとき、速度に関して はtの1次、座標については2次までとること。 3. 速度に比例する摩擦 (係数k) が働く時に、 真下に初速 vo で投げ下ろす場合の速度を時間の関数として求め よ。 但し、座標は下向きを正としt=0でx=0 とする。(20)

この問題分かる方いますか？

力学演習A 課題 (2) ATUIT *6. 図のように質量mの物体の左側に自然長 L, パネ定数k (k> 0) のバネが設置され, パネの左端は壁に取り付けられて いる。また、 同じ物体の右側には自然長 L, バネ定数 2k のバネが設置され, バネの右側は壁に取り付けられている。 壁 と壁の間隔は3Lであり、物体の大きさは無視できるとする。 バネは自然長からの伸びまたは縮みに比例した復元力を物 体に及ぼす。 この問題では水平面に対して平行に軸を取り、 左側の壁を原点, 右向きを正の向きとする。 また, 重力や 床での摩擦は考えない。 物体を手で押さえてæ=2Lの位置に固定し、 時間 t = 0 で静かに手を離したところ, 物体は単 振動を行なった。 k 0 (a) 時間 t = 0 において、 2つのバネにより物体に働く合力求めよ。 (b) 物体の加速度が0となる位置 (つり合いの位置)を求めよ。 (c) 時間tにおける物体の位置 x(t) を求めよ。 学籍番号 (d) 時間 tにおける物体の速度v(t) を求めよ。 2k 分からなかったことや間違えたことは何か? また、説明してほしいことあれば、 書きなさい。 III 3L 氏名 X

この問題分かる方いますか？

力学演習 A 課題 (2) mgsinoza *5. 図のように, 角度0の斜面に平行にフックの法則にしたがうバネが設置され、 先端には質量mの物体が取り付けられて いる。 バネは自然長からの伸びまたは縮みに比例した復元力=kを物体に及ぼす。 ここでkはパネ定数と呼ばれる 正の定数である (k = mu² として, kの代わりにωを使って答えても構いません)。 斜面は滑らかであり、摩擦力は無視 できるとする。この問題では、図のように斜面に沿って軸を取り、斜面を登る向きを正とする。 また, 斜面に垂直に 軸を取る。 物体の大きさは無視できるとし､バネの自然長での物体の位置を原点とする。 物体は最初, バネの長さが自然 長になるように支えられ, 原点に静止している。 0 Ex Hawa 14 I 学籍番号 (b) 物体の位置のæ成分をx(t) とし、時間tの関数で表せ。 (d) 物体が行う単振動の周期を求めよ。 (a) 時間 t = 0 で物体からそっと手を離したところ, 物体は斜面を滑り落ち、その後は単振動を行った。 単振動の中心の 位置の成分を求めよ。 伝方程式より、 mx = kx-mgsin = klx-ngsing (c) 物体の運動する速さが最大となる位置の成分とその速さを求めよ。 氏名 ※単振動の中心の位置をX。 とすると、 タ) 分からなかったことや間違えたことは何か? また、説明してほしいことあれば、書きなさい。 to mgsino 2

(2)放出する熱量を求める問題について 赤線を引いたところですが、なぜ-をつけているのでしょうか⁇

単原子分子理想気体 [mol] に対して, 図 男 の4つの過程をくり返して状態を変化させ、 た。状態Aの気体の温度を TA [K], 気体 2 定数を R [J/(mol･K)] として,次の各量を n, R, Tx を用いて表せ。 (1) 状態 B C D の温度 TB, Tc, Tb[K] (2) A→B→C→D→Aの変化で,気体 0 ・ 3 QA-B = nR (TB - TA) = nRTA 2 p が吸収する熱量 Qin [J] と, 放出する熱量 Qout [J] (3) このサイクルを熱機関とみなしたときの熱効率e (分数で答えてよ い) 4lom 0.1 RUHUR 解 (1) ボイル・シャルルの法則 (p.103 (6)式) より は圧力に比例し, 定圧変化では体積に比例する。 TB = 2TA [K], Tc = 2TB = 4TA [K], T = 1/1/27c=2TA[K] 3 2 B (2) 各過程で気体が得る熱量を QA-B [J] のように表す。 A → B, C → D は定積変化であるから, 定積モル比熱 3 「Cv= R」(p.119(40) 式) を用いて 2 A¦ 5 QD-A=nR (TA - TD) = -5 nRTA 2 2 13 以上より Qin = QA→B+QB→C = 2 Qout —— Qc→D=12/23nR(To-Tc)=3nRT B→C, D →Aは定圧変化であるから, 定圧モル比熱 「Cp=12/27R」(p.119(41)式)を用いて 5 QB-c=12/27nR(Tc-Ta)=5mRT^ D 2V 体積 温度は,定積変化で 100 nRTA [J] 11 - (QC→D + QD→A) = nRTA [J] Mo ~2

この二つの式の成り立ち方を教えてほしいです！ 右下の円の形のもので式を作ってもこの形にならないですどうしたらなるんですか？ 変形して抵抗の部分が定数分の1になるやり方が分からないです。　教えて頂きたいです🙇‍♀️🙇‍♀️

は、 抵抗器b に比べて, 電 抗器を流れる電流の大きさは、抵抗器に加わる電圧の大き さに比例することがわかる。このことを式にすると, 電流〔A〕=(抵抗器ごとの) 定数×電圧〔V〕 …(1) と表すことができる。 (1) 式の定数とは、電流の流れやすさを 示すもので, 抵抗器によって異なる。 抵抗 (1) 式を 「電圧= 抵抗[2] = 大きいほど汗に 1 ×電流」 と変形すると, 定数 は電流の流れにくさと考えることができる。 電流の流れにくさ でん き ていこう ていこう を電気抵抗または抵抗という。抵抗の大きさの単位には, りょうたん オーム (記号Ω) が使われる。 抵抗の大きさは、その両端に 加わる電圧の大きさを, 流れる電流の大きさで割った値で表 あたい される。 電圧〔V〕 電流 〔A〕 1 定数 V Catey A

微積分で速度や加速度、距離を求めているのですがこの問題の解き方が分からないので教えて欲しいです。

買点にかかる力は重力のみ, 空気抵抗は無視できるものとする.. ・演習日: 月 日 【理解度チェック:□よく理解できた □ まあまあ理解できた □ ほとんど理解できなかった】 2.3 上空1000 [m]の雲から雨粒が自由落下してきた.このとき, 雨粒は速度に比例する空気抵抗 (粘性抵抗) を受けながら落 下する. 地上で, 90 [km/h] で走る電車の窓についた雨の跡は鉛直線と45°をなしていた. このときの空気抵抗の比例定 数を求めなさい。 ただし, 風の影響は無視し, 雨粒の質量を0.01 [g] とする.

手がつきません。どなたか教えていただけるとありがたいです！

3.42 10000dyne の力で1cm伸びるばねに、1gの質点がつり下がり、単振動を行 っている。これに速さに比例する抵抗 (100v dyne)が作用する場合の運動を調べよう。 (1) 鉛直下方をxの正方向としたとき、運動方程式はどうなるか。 (2) 釣合いの位置からaだけ引っ張って、時刻 t=0 で静かに放すという初期条件で解 を求めよ。 また、グラフの概形を画け。平米の Wetodi & (S) (3) この振動について、 周期および対数減衰率を求めよ