大学古典力学の2質点系の問題です。 この問題の（II）で重心Gに対する相対位置ベクトルとして、解答下線部のようにおいていますが、何故こうなるのですか？分かる方がいましたら教えて下さい。

演習問題 96 2質点系の運動 (I) 右図のように xyz 座標をとる。 長さ 3r の質量の無視できる棒の両端に,それ ぞれ質量 2mmの質点を取り付けたも のが、その重心Gのまわりを一定の角 速度で回転している。 重力はy軸の負voy = の向きに働くものとし、この2質点系の y4 2m cart ro Wo m Vo. vosino- Pox VoCose ス 重心Gを, 原点から、時刻 t = 0 のときに 仰角6 (0<</2)初速度 Do = [Vox, Voy, 0]. (vo=||vo||) で投げ上げるものとする。 このとき、この回転しながら運動する 2質点系について、時刻におけ る (i) 全運動量P, (ii) 全運動エネルギーK, () 全角運動量Lを 求めよ。 また, (iv) この2質点系の位置エネルギーを求め、力学的 ネルギーが保存されることを示せ。 ただし, 2質点系の回転はxy 平面 内で起こるものとし、 空気抵抗は無視する。 ヒント! (i) 全運動量P=PG, (ii) 全運動エネルギーK=KG+K', (i) 全角運動量L=Lc+L' の公式通りに求める。 (iv) 位置エネルギーの基 準を zx平面にとる。 解答&解説 P=Pc=3mUG (ii) 2質 K = (KG ここ KG= 質量 重心 K質重Gがで対 G が, で 対 Vol (速 V01 G Toz こ Vo さ V02 -v=jo =[var-gt+v 以 G (3m) (i) 2質点系の全運動量Pは,全質量 3m が集中したと考えたときの重心Gの運動 量 Pc に等しい。 重心Gには,重力に よる加速度g = [0,-g, 0] が生じるので, その速度UGx成分は, Per PacOS (一定成分は, Voy = - gt+ vosino となる。 t = 0 のとき Poy= Posin より ∴Uc=rc=[vocose, -gt + vasin0, 0] ……① より, P=Pc=3mUc=3m [vocoso, gt + vesin 0, 0] となる。 K 162

解説よろしくお願いします🙇

1-2 以下の問いに答えよ. m (1)入を正則行列Aの0でない固有値, xをその固有ベクトルとする.このとき, (i + 1)"は行列 (A + A-1)m の固有値で, xはその固有ベクトルとなることを示せ. (2) 行列Aが次式で与えられるとき, (A+ A-1)mを求めよ. 13 2 A = \2 3.

こちらの問題の解説をお願いしたいです。

1-2 以下の問いに答えよ. m (1) 入を正則行列Aの0でない固有値, xをその固有ベクトルとする. このとき, (a+1) "" は行列 (A + A-1)mの固有値で,xはその固有ベクトルとなることを示せ. (2) 行列Aが次式で与えられるとき, (A + A-1)mを求めよ. A = 2

この問題が解けません。⑴の解説をお願いします。

1-1 n個の未知変数 x1, x2,…, xnについて,以下の連立方程式を考える. bxi-1 + axi + bxi+1 = 0 (i = 1,2,...,n) ① ただし, x = α, Xn+1 = βとする.a,b,α,βはすべて実数定数である.以下の問いに答えよ. (1) 未知変数(x1, x2,..., xn) を要素とするn次元列ベクトルxを定義したとき,連立方程式①は以 下のように行列を用いて書ける. Ax = b 行列Aとベクトルbを答えよ. (2)n=3のとき,連立方程式 ①がただ一つの解を持つ条件を示せ.

（2）の考え方を教えていただきたいです。 内積0を使うのかな？という検討はつきましたが、条件で与えられているベクトルをどのように扱えばいいか分からなくなってしまいました。

第1問 R3を3次元実列ベクトル全体の集合, I 3×3 を3×3 の実行列全体の集合とする. 1, 12, 73 ∈ R3は一次独立な単位長ベクトル, 4∈R3は n1, 2, ng と平行でない単位長ベクトルとす る.また,正方行列 A, B を 4 A= - 2 B = Σnin T \\n-n i=1 とする.ここで, XT, æT はそれぞれ行列 Xの転置行列とベクトルæの転置ベクトルを表 す。 以下の問いに答えよ。 (1)Aの階数が3となるような 4 に関する条件を求めよ. (2) 3次元ユークリッド空間において以下の3つの条件を満たす4つの平面 II = {æ ∈ R3 | new - d = 0} (d は実数, i = 1, 2, 3, 4) を考える (i) A の階数は3であ る, (ii) Ω = {æ ∈R3 | new-d≥0, i = 1, 2, 3, 4} が空集合ではない, (iii) II (i = 1, 2, 3, 4)に接する球C (⊂ Ω) が存在する. このときCの中心の位置ベクト ルをベクトルuER を用いて A-1u の形で表す. d (i = 1, 2, 3, 4)を用いてuを 表せ. (3) B が正定値対称行列であることを示せ. (4)4つの平面 {æ∈R3|nex-d=0} (dは実数, i = 1, 2, 3, 4) への距離の2乗和が 最小となる点P を考える. Pの位置ベクトルをベクトルver を用いて B-1 の形 で表す. ni, di (i = 1, 2, 3, 4) を用いて”を表せ. (5)13において点 Qi (位置ベクトルをER3とする)を通りに平行な直線をんとす る(i = 1, 2, 3). 任意の点R (位置ベクトルをy∈ とする) をんに直交射影した 点を R; とする.R の位置ベクトルを行列 Wi∈ R 3×3 を用いて y - Wi(y-æž) と表 す. I∈IR 3×3 を単位行列とする. (a) と I を用いて W を表せ. (b) WWWż を示せ. = (c)平面Σ = {ER3 | afx = b} を考える (a∈3は非零ベクトル, b は実数). 点SE∑はL, Iz, 13 への距離の2乗和を最小にする点である.n1, n2, n3 が互 いに直交するとき,Sの位置ベクトルをベクトルw∈3 を用いて aa ab I - w+ T ara の形で表す.ただし, は a,bには依存しないものとする. w を Wi, πi (i = 1, 2, 3) を用いて表せ. p. 1

これの固有ベクトルの求め方を教えて欲しいです🙏

8 -2 3 遉 7. 行列 に対して次の問に答えよ。

これの（3）、（4）のgradの問題だけ分かりません、、。明日テストなんですが周りにわかる人がいなくて、わかる方教えてください🙇🏻‍♀️

問題1 次の計算結果を答えよ。 tに関する8(t) の微分を表すには,あるいは器を用いよ。また,r=sex +yey+zezs r = |r|, A は定ペクトル (微分したら0になる) である。 fはスカラー関数であり連続微分可能であるとする。 ベクトルは可能な限り (成分表示ではなく) 太文字か上部に矢印を付した記号 (rやなど) を使って答えるこ と。 問題文中にない変数を使用しないこと。 d² (1) aret sino(t) (2)et sin 8(t) at るる (3) grad f(r) (4) grad (A-r) 2

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

この答えを教えていただきたいです🙏

機構学 練習問題 採点用 学籍コード 氏名 解答: ① ( ) [m/s] ② ( 【練習問題】 瞬間中心法の作図による速度導出 ° Oac )[rad/s] 節 D が固定されている4節回転機構の笛A が角速度 =0.875 [rad/s] で時計回りに回転している.この時, 瞬間中心法を用いて, ①節C上の点Qの速度と. ②節Cの角速度を求めよ。 ただし, OP =4.0[m], RQ=3.0[m] とする. ※ 1m/sの速度ベクトルあたり, 1cm で作図せよ. A w B C //D// R 【練習問題 2】 写像法の作図による速度導出 解答:( ) [m/s] 節 D が固定されているスライダクランク機構の節Aが 角速度=1.25 [rad/s] で時計回りに回転している. A w 60 P B この時, 写像法を用いてC上の点Qの速度を求めよ.. ただし, OP =4.0 [m] とする. OQ ※ 1m/sの速度ベクトルあたり 1cm で作図せよ。

大学の物理です。この問題の解き方がわからない為、詳しい解説をよろしくお願い致します。

[2] 極座標における位置ベクトルrは r=rer と書ける。このことを利用し、 以下の問いに答えよ。 (1) 位置ベクトルの極座標成分r成分、0成分- を書け。 (2) 問題 [1] の結果を利用して、 速度ベクトル、 加速度ベクトルを極座標系の基底ベクト ルを用いて書き表せ。 (3) (2) の特別な場合として、 等速円運動の速度ベクトル、 加速度ベクトルを書き表し、そ れぞれの向きについて述べよ。