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Physics Undergraduate

zに対する変分δI₁の出し方がわかりません、教えてください

2 一般相対性理論 i番目(i=1, 2, ……, N) の質点の座標を z"(ri) あるいは略して z(i), 固有時を T () は dz"(ri)ldriを表わす。 また g() とは gpola(i)) のことである。このI さて(2.43) の 2(i) に対する変分を計算してみよう.ここでながi番目の粒 となる。したがって Isは, 任意の座標変換に対してその値が不変, つまりス またその質量をmi とすると, この物理系の全作用積分Iはつぎのようになる: 27 ここでムは Iム=-2mcv-gm()P()E(Hdru (2.43) は次のようにかくこともできる: I、= -2mc||v-g()を()ぜ(みのー2(i)dzid"a. (2.43)) 1 Iはつぎの量である: =1 Jadu 1 1 I,= - 2cK. -g·Rd*a. (2.44) ミ 2cK, 一般にテンソルにV-gのかかった量をテンソル密度とよび, それをもとの テンソルと区別するために花文字で表わすことにする。特に上にでてきたRの ように,スカラーRにV-gのかかった量をスカラー密度とよぶ。 座標変換 →'に対してスカラーは R(x) = R'(x') であるが,スカラー密度は, V-gという量がついているために R(r) = R(®,.) (2.45) あるいは簡単に al2) という関係をみたす。 (2.45) から (e co)5 (2.45) R(x^)d*a' = R(2)d*x = スカラー カラーである。 子の固有時であることに留意すると

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Physics Undergraduate

力学・剛体の問題です。 (1),(2)は恐らくこれかな?という解を求めましたが、(3)以降が分かりません。

以下の問1, II に答えよ。 zA I. 質量m、半径r、厚さ、高さんの密度が一様な剛体とみなせる円 筒(図1)が、水平な床の上を初速度の大きさ 、初角速度の大きさ woで投げ出され、倒れずに滑っていく運動を考える。円筒底面の中 心を原点とし、円筒とともに移動する座標系のz, y, z 軸および偏角 9を図1のように定義する。y軸の正の向きは常に円筒の進行方向と する。偏角0の位置にある円筒底面が床から受ける単位面積あたり の垂直抗力の大きさ N(0) と動摩擦力の大きさ F(6) の間には、μを 動摩擦係数として比例関係 F(6) = μN(0) があるとする。 b 図1 重力加速度の大きさをgとし、重力はz軸の負の向きに働く。また,円筒の厚さ6は半径rよ り十分小さいとする。空気抵抗の影響は無視して、投げ出された円筒の運動に関する以下の問 いに答えよ。 まず、回転させないで円筒を投げ出す場合 (wo = 0) を考える。 (1) 投げ出した円筒の底面全体が受ける垂直抗力および動摩擦力の大きさを求めよ。 (2) 投げ出した円筒が動摩擦力を受けて静止するまでの距離を求めよ。 (3) 円筒に働く慣性力による原点まわりのトルクの大きさを求めよ。 (4) 投げ出した円筒が床の上を滑っているとき、円筒底面に働く垂直抗力は一様ではない。円 筒の前方(0 =T/2付近)と後方 (0 = ーT/2付近)のどちらの垂直抗力が大きいか、理由と ともに答えよ。 以下では、円筒底面に働く単位面積あたりの垂直抗力の大きさが N(0) = a+ Bsin0 と表せる と仮定する。ここでa,Bは定数とする。 (5) 垂直抗力による原点まわりのトルクの大きさをa, 8, r, bのうち必要なものを用いて表せ。 (6) 円筒が倒れずに滑っていくための条件をん, r, uを用いて表せ。 次に、右回り(z軸の正の向きから見て時計回り)に回転させて円筒を投げ出す場合(wo 0) を 考える。 (7) この円筒のz軸まわりの慣性モーメント「および円筒とともに移動する座標系での投げ出 した直後の運動エネルギーを求めよ。 (8) 円筒底面に働く動摩擦力の0依存性により、円筒の軌道は曲がる。その曲がる向きを理由 とともに答えよ。

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IT Undergraduate

写真の黄色い線を引いているところのやり方がわかりません。教えてください。エクセルです。

【問題4) 以下の問題について、表計算ソフト 「Microsoft Excel」 を用いて答えなさい。 答えはすべて 【問題 4】 のシー ト内の所定の位置に記入すること。 グラフも同ーシート内に作成すること。途中、 他の計算などが必要になった場 合は、J~M 列を使用すること。 ある温度で物質単休の気相と液相が半衡·共存するときに、 その気相の分圧を飽和蒸気圧という。 このよう な共行状態の温度と圧力は Clausius-Clapeyron の式という関係式を満たす(ここでは元の式を使用しないので 省略)。物質の気相が理想気体、 かつ、 蒸発熱が温度によらず一定であると仮定する と、Clausius- Clapeyron の式から次のような式が導かれる。 温度 飽和蒸気圧 p[Pa] BL T[°C] In p=- +C 0 4019.6 RT 5 5002.0 SI IE この式でLは蒸発熱J/mol]、Tは絶対温度IK]、pは飽和恭気圧[Pa]、Rは気体定数 (=8.3145.J/K.moll)である。 また Cは物質ごとの定数である。 (Inは自然対数) 10 6904.6 15 9920.5 20 13861.9 25 17262.3 いま、とある物質について温度ごとの飽和蒸気圧を調べたところ、 右の表のように 30 21266.6 なった。 35 28500.9 (1) A列(温度T{CI) を横軸、 B列 (飽和蒸気圧 pIPal) を縦軸にしてグラフを描 きなさい。ただし、 グラフの種類は、「散布図 (直線とマーカー)」 『グラフタイトル』は「ある物質の飽和蒸気圧曲線」 『主横軸(X軸)』は「T{C]」、 X軸の範囲は0~50 『主縦軸(Y軸)』は「p[Pal」、 Y軸の範囲は 0~60000 40 36847.1 45 41807.6 50 50086.6 Lnp=-んもく と と C01 0 未知のLCを求めるために、 (a)式に対応するグラフ (横軸 1/(RT)、 縦軸1n p) を描いて回帰直線を引く。 (2) C列にA列の絶対温度 「T [K]」を計算しなさい。(F℃]の単位の値に273.15を足す) 94 10.1 (3) D列に「1(RD」を計算しなさい。 ただしこの TはC列 (単位は[KI)) であることに注意すること。 (4) E列に「In p」を計算しなさい。自然対数は LN(セルまたは数値)(エル·エヌ) という関数で計算できる。 (5) D列(1/(RT)) を横軸、 E列(In p) を縦軸にしてグラフを描きなさい。 (6) このグラフに回帰直線 (線形近似の近似曲線) を引きなさい。 数式と R2 乗値を表示すること。 (7) この数式は式(a)の近似式となっている。 対応関係に注意し蒸発熱Lの値を G2 のセルに記入しなさい。 (8)(a)式を外挿して、 この物質の沸点 (飽和紫気圧が1気圧=101325Pa]になる温度) を求め、 G3 のセルに記 入しなさい。 コムFA

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