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Physics Undergraduate

物理 微分方程式に関する問題です 各問について解答に間違いがないか、又、解答の一部分からないところについてお伺いしたいです (1)解答におかしなところはないか ⑵解答におかしなところはないか/下線を引いた運動方程式の解法について ⑶解答におかしなところはないか/aと中央のた... Read More

【問題1】 野球ボールの運動 野球においてホームランのボールの軌跡を考える。野球ボールの質量をm, ボールをバッ トでコンタクトした瞬間の地面からの高さ, 初速度,地面に対する角度をん,, %, 6,とす る。バッターボックスからフェンスまでの距離L, フェンスの高さをHとしたときに, ホー ムランとなるために初期条件が満たすべき条件を0,-v平面上に示せ。 ヒント:ボールの軌跡を表す微分方程式を求め,6,を与えた時にホームランとな るために必要な。を求める。6,をいくつか変えて, %-G,平面上に図示する。んに よって異なる様子も検討してみるとよい。LやHは具体的な数値を入れてもよい。 【問題2】 ロケットの運動 無重力空間をまっすぐに飛ぶロケットを考える。このロケットの燃料を除く質量はM, 燃料の質量はm(t) とする。このロケットは燃料を単位時間あたり同じ質量だけ使用するも のとし,1=0での燃料の質量をm,,燃料の消費率をμ [kg/s]とする(いずれも時刻さには 無関係な正の定数)。このロケットに搭載されているエンジンは, 燃料の消費により推進力 Fを得ることができる。μが定数であるため, Fも時刻には無関係な正の定数となる。出 発点を基準にしたロケットの位置をx(t) で表す。このロケットが, 時刻t%3D0から燃料を使 用して無重力空間を飛ぶとき,x(t) の微分方程式を誘導せよ。 【問題3】 懸垂線(カテナリー) 距離aだけ離れた 2 つの支点によって支持された長さ距離Lのケーブルの懸垂線につい て考える。ケーブルの断面積をA, 密度をp, 張力をT(x), たわみをy(x) とし, たわみ角を 0(x) とする。このとき, y(x)を求めるための微分方程式を誘導せよ。 また, aと中央の最大 たわみの関係について考察せよ。

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Physics Undergraduate

問2が全く分かりません。心の優しい方教えてください😭

;えよ。 F 加速度を求めよ。 Bに加えていたカF2を切った後、しばらくしてAはB上で相対的に静止した。 数を'とする。 V』の速度で動いていたものとする。 問2 図のように、水平な床の上に質量Mの台Dが置かれて いる。この台は図のような水平な上面と、水平方向と角 度0をなす斜面をもっている。いまこの台Dに質量mの 物体Aを上面に、同じ質量mの物体Bを斜面上に置いて、 滑らかな滑車を通して図のように糸でつないだ。ただし、 糸は台の上面と斜面にそれぞれ平行で、 また、 伸びたり たるんだりしないものとする。 また、糸および滑車の質量、 そして物体A,Bと台Dとの間の摩擦および空気と の抵抗は無視できるものとする。重力加速度の大きさをgとして、問に答えよ。 (1) 物体Aを静止させた状態から静かに放したとき、物体Bの加速度の大きさ および、糸の張力の大きさを求めよ。ただし、台Dは床に対して動かないもの とする。 D 床 以下では、0=45° とし、 また、 台と床との間の静止摩擦係数 μとする。 台Dが滑りださないために、μの満たすべき条件を求めよ。 台Dの質量Mがどのような大きさでも台が動き出さないために、μの満た べき条件を求めよ。 図のように、ゴンドラの上にのっている人が、定滑車を 通した綱を引っ張っている。 最初、 人もゴンドラも静止して いたが、人が大きさFの一定の力を加えながら綱を手繰ると ゴンドラと人は一体となって上昇し始めた。人が鋼をしだけ 手繰ったときの、人とゴンドラの一体となった速さを求めよ。 こだし、ゴンドラ, 人の質量をそれぞれm, Mとし、また こカ加速度の大きさをgとする。 カ学補習-問題 [ 3]

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Engineering Undergraduate

電磁気がわかりません。問1.2を教えてください

20:57 6月21日(月) ll LTE 54% ロ 2 問題3 電磁気学に関する次の文章(A.B)を読み,下の問い(問1~5)に答え よ。ただし,真空の誘電率をめ, 真空の透磁率をμoとする。文章 A と文章 B は,互い に独立した現象を扱っているものとする。 図 3-1 のように,真空中において原点 0を中心とした半径 aの球の内部に,電 荷密度pで一様に電荷が分布している。その周囲は誘電体で覆われ,原点0 からの距 離rがaSrSbの範囲における誘電率はa となっている。さらに外側にあたるr>b の範囲は真空である。 A 間1 原点0から距離rの位置における電界の大きさを,r>bの場合,a<r<b の場合,r<aの場合に分けて,ガウスの法則から求めよ。 問2 原点0から距離rの位置における電位を,r>bの場合,aSrSbの場合, r<aの場合に分けて求めよ。ただし,電位の基準点は無限遠とする。 図 3-2 のように,紙面内に正方形のコイル ABCD および無限に長い直線導線が ある。導線には定常電流 Iが矢印の向きに流れており,コイルの一辺の長さは hであ る。導線を固定した状態で,コイルの辺 AD を導線に対して常に平行に保ちながら, コイル全体を速さ vで導線から遠ざけた。ただし,コイルは変形しないものとし,遠 ざかる方向は紙面内で導線に対して垂直右向きであるとする。コイルの自己誘導は無 視できるものとする。 B アンペールの法則の内容を述べよ。さらに,この法則を用いて,紙面内で導 問3 線から距離xの点に生じる磁束密度の大きさを求めよ。 問4 コイルの辺 AD が導線から距離dにあるとき,辺 AD に発生する誘導起電力 の大きさと向きを求めよ。 問5 コイルの辺 ADが導線から距離dにあるとき,コイル全体に発生する誘導起 電力の大きさと向きを求めよ。 h A B b V I4 a 電荷密度 p D C コイル 誘電体 図 3-1 導線 図 3-2

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