不確定性原理の「思考実験」は本質的理解を妨げる？その意義と限界を教えてください。 こんにちは。ハイゼンベルクの不確定性原理について学んでいます。 最近、不確定性原理の核心は「観測による干渉や誤差」ではなく、**「量子的な粒子は、観測があろうとなかろうと、そもそも位置と運動量... Read More

力学の問題です。三次元座標に入ってから意味がわからなくてこの問題も正解がわかりません。答えも配られないので誰かわかる方解説お願いします🙇

問題 3次元中の振り子の運動を考える (図1). ひもの端点を原点Oに固定し, 他端におもりを 取り付ける. 図2のように動径r と偏角を用いた3次元極座標系を導入すると, 直交座標 (x,y,z)はそれぞれ, 極座標 (r,,) をもちいて x=rsincos y=rsin sin o, z=rcose で与えられる.このとき, 加速度ベクトルは極座標系において 〒= (i-ru2-ro2 sin'yer + (ri + 2ry - rj2 sincosy) e + (rΦsiny + 2rΦsiny+2rupcosy) e (1) (2) で与えられる. おもりの質量をm, ひもの長さを1, 重力加速度をg, ひもの張力をSとする. 運動中, ひもがたわむことはなかった. 以下の問いに答えよ. 1. おもりは重力とひもの張力を受けて運動する. おもりが満たす運動方程式を3次元極座 標で書け. 2.A = sin2 なる量を考える. この運動においてAが保存する (つまり時間変化しない) ことを運動方程式の成分から示せ. 導出の過程も記すこと. 図1 X 0=Q X OP=r P ・P P 図2

解答がなく困っています。 何方か解答してもらえると嬉しいです。

【注意】 「~求めよ。 説明せよ。」 の間では式等の意味を説明しつつ論理的かつ丁寧に解答すること。 式の羅列だけでは半分以下 の評点となる。 答えだけをポンと書いた答案は評価しない。 新たに変数を導入するときは必ずその意味を定義すること 問1 (13点) 水平面内でz軸(=2軸, 鉛直軸)の周りに一定の角速度で回転するまっすぐな管があり, 内部に滑らかに拘束された質量 mの質点がある。 座標系 0 xyz は慣性系, 0x'y'z'はx' 軸が管の長手方向に固定された回転座標系である. 質点には, 管から作用するy 方向の垂直抗力N と x軸に沿って原点0の向きにF = ax' (aは正の定数) なる力が作用する。 初期 条件はt=0 でx=x =0である. (1) 回転座標系で観測した変位,速度, 外力および角速度のベクトルr, v,F'およびωを示せ(x',y'z'成分を解答せよ)。 (2) x'およびy'方向の運動方程式を求めよ。 (3) x' が振動的になる条件を示せ。 この条件が満たされるとき初期条件を考慮してx" を求めよ。 (4) (3) の条件の下で垂直抗力Nを時間の関数として求めよ. Far wt m

明治大学理工学部2007の物理大門Cです イの答えが理解できません。解説していただきたいです。

図のように、ビストンをはめた2個の円筒容器が細い管でつながれ, 鉛直に立 てられている。左側の容器は、断面積が S, であり、 ピストンの質量は M、 であ る。右側の容器は、 断面積が S, であり、 ピストンの質量は M。 である。 右側の 容器の底には弁が付けてあり、 そにから容器内に水または気体を導入できる。 左 側の容器の底近くにはヒーターが取り付けてあり、 2個の容器内部全体を加熱で きる。この装置に使われている材料は,すべて、無視できる熱容量を持ち、ま た。熱を通さない。 重力の加速度の大きいをg.気体定数をR. 大気の圧力を poとして答えよ。 はじめに、2個の容器を水で満たした。すると,図la)に示すように、左右のビ ストンは、 それぞれ底から高さh」およびょの位置で静止して、 h」 くhとなっ た。このとき、 左側のピストンが水から受ける圧力はア である。そし て、M、 とM: の間には、 イという関係がある 次に、水を容器内から排出して, 右側のビストンの上に質量Mのおもりを 乗せ、容器内をnモルの単原子分子理想気体で満たした(図b)。すると、2つ のピストンは底から等しい高さhのところに静止した。このときの気体の温度 はTであった。2個の容器をつなぐ細管や弁につながる細管の体積を無視す ると,h= ウ である。また,右側のピストンに乗せたおもりの質量は M= エ である。ここで、ヒーターに電流を流して、 気体をゆっくりと m熱た その結里 何体の祖 け ATt

F^μγがマーカーで引いたところのようになるというのがよくわかりません どなたか教えてください🙇‍♂️

て<運動方程式 15.4 電場と磁場の統一: フ ー ゲグジージツアル 前項では3次元空間で定義されたマッ クスウェル応 へ拡張することで電磁場のエネルキ\ー . 運動量テン が ここでは電磁場の4元ポテンシャル(4) カテンソルを4炊元時補 レル/縛 を導入したのだ (@/c 4)T から直接的に を定式化する. これによって, 度力は電場と克場統一した4 次元時で しい形式に整理される. まず (4) の微分?2) によって誘導されるぅ 階の反対称 レウォンシクルレ ルーの4リー 4。 (1.91) を定義する. これを電磁場のテンソル (electromagnetic elq tensor) あるいは ファラデーテンツル (Faraday tensor) という. 電磁場の定義式 (1.38)-(1.39), すなわち玉ニ ー(Vの上の4), ーV x 4 を用いて成分を書き下すと 0 1/c >/c 5/c 六際の)半ー証2 ーpg5/c 3 0 。ぢ: ー85/@ 王の二流 0 (gp)ー (1.92) 逆に言うと, 3 次元ベクトル戸と万はファラデーテンソル 瓦, の六つの成分 を取り出して書いたものだと「定義] することができる. ファラデーテンツソルを反変成分で表現すると, ツーのパージイ =謙交Eg7 0 一品/c 一玉/c fs/c 章GE | no 太5/c 3 0 ームBュ 5/c -9> 0 】 (1.25)-(1.26) を用いて計算すると, に 隔の (1.94) 逆たに言う と。 (1.94) がマックスウェルの方程式の後半2 式 (1.25)-(1.26) に相当 する式だと考えることができる 0) 2.3 館で定義する外微分である

分かる問題だけでも、また間違っていても良いのでお願いします🥺

2 演習問題 4 および3はいくら上昇するか。 (2) 系の Lagraneian を、z,?,ヶ9 の関数として書け。(ヒント 力によるものだけであり、どの瞬間を基準にとっても良い) 3 (3) 一般化座標として z,yをとり、ラグランジっュ方程式を書け。 (0人三0MGの め よ。 0, 0,9三0,.90 として、 任意の時刻における> および?ヶを求 刻のような 2 つの滑車と3つのおもりからなる系を考える。おもり 1 およ び 2 の質量は 27ヵ, おもり 2 の質量は ヵ であるとする。 トは無視できるとしてこの系の Lagrange 方程式を考えよう。 (1) おもりは 3 つあり、それぞれ鉛直方向に運動するので、 でつながっているので、 独立な和正 見たおもり 2 の上昇距離を ヵとするとおもり 3 の上昇距離は ら滑車A が回 滑車のおもさおよび慣性モーメ 加速度を 9 とする。 滑 度は3に見えるが、 度としては 2 つのみ考えれば良い。B か 本7の8語に 転することにより、おもり 1がヶ> だけ上昇したとすると、おもり 2 ・ ポテンシャルエネル (UM IN ら

◆本問は自己解決しました。質問は一応残しておこうと思います。（解答は末尾） ———————————————— ▨ 加速度の問題 ① 質点の一直線上の運動を考える。時刻t=0で初速v=0、加速度aで運動を開始する。時間間隔Tごとに加速度bの割合b/Tで、加速度を増加させ... Read More