考え方とかから教えて欲しいです お願いします

mv+MV= (m+M)V1 ここで,(1)で求めたとVを代入してもよいが、 ①式を用いれば、 ③式と一致す ことが確認できる。 滑らかな水平面上に質量3mの箱が置かれ、 静止している。 質量mの小球を箱に入れ、 初速 co を右向きに与えると, 箱の左右の側 壁に何度か衝突した後, 箱に対して静止した。 小球は水平方向で運動し、側壁との衝突は弾 性衝突である。 小球と箱の間の動摩擦係数を、重力加速度の大きさをりとする。 13m m 20 T 水平面 (1) 小球が箱に対して静止したときの箱の速さを求めよ。 (2)小球が箱に対して滑った距離の総和(道のり)を求めよ。 動摩擦力の大きさと 箱に対して滑った距離の積の分だけ、全体の力学的エネルギーが減少していく。 章 運動量

1番、3番の前半、4、5が分かりません。 自分で調べながらやっているつもりなのですが、式の関係性などが全然掴めず、解けません。過程と共に教えて欲しいです。

確認問題 #01 ドブロイ波長 1.ド・ブロイ波長は、運動量p=mv の物質が持つ波 (物質波) の波長であり、 入=h/p=h/mv と表される。ここで、 hはプランク定数、mは質量、 v は速度である。従って、運動エネル ギーEの粒子についてのド・ブロイ波長はと表される。 電子について、波長入を À 単位、 運動エネルギーをV単位で表すとき、 [Å] 150.4 == と書けることを示しなさい。 プランク [E[ev] 定数は6.626×10-34 [Js]、 電子の質量は9.109 ×10-31 [kg] 1 [eV] = 1.602 × 10-19 [J]、1[Å] = 1 × 10-10 [m] とする。 2. 運動エネルギーが50eV の電子のド・ブロイ波長を求めなさい。 3. 光の粒子性を表す光量子仮説での式により、光子エネルギーE=hv と光の波長 入の関係式 がE [eV] = 1240/2 [nm] と書けることを示しなさい。 また、波長が400nmの光について 光子エネルギーをV単位で求めなさい。 4. Ni 単結晶表面での最近接原子間距離は 0.249mm である。 電子のエネルギーが100eV の とき、n (回折の次数) がいくつまでの回折スポットが出現するか述べなさい。 また、 それ ぞれの回折角度を求めなさい。 同様に、電子のエネルギーが150eVのとき、 nがいくつま での回折スポットが出現するかと、それぞれの回折角度を求めなさい。 be 101 be 入 02 d d sine₁ =λ d sin0222 5. 運動エネルギーが100eV の電子をある金属の結晶表面に対して垂直に照射したとき、 表 面の法線方向から 25.2° と 58.3° の方向に回折スポットが観測された。 これらが、 1次お よび2次の回折スポットに対応する場合、この金属の原子間距離を A単位で求めなさい。

この問題の解き方を教えてください どの法則(運動量保存則など)を使うのかとどうしてそれを使うのかという理由を重点的に教えてくれるとありがたいです

質量mの小さなおもりAを,長さの軽くて伸びないひもの一端につけて次の実 験を行う。 重力加速度をgとする。 B1 図 1 m M 図2 m 一定 一定 図3 図4 1.ひものもう一端に質量M (m) のおもりBをつけてなめらかな床の上において, 図1のように, ひもがたるんだ状態で, おもりAにv, おもりBにV (>v)の初 速度を与えた。 しばらくすると, ひもが伸びきった状態になるが, その直前と 直後では、2つのおもりの相対速度の大きさは等しく, ひもを介した完全弾性衝 突が起こることがわかった。 ひもが伸びきった直後のおもりAの速さは v=1 Bの速さは2である。この結果より,Mを大きくしてい くと, V'に近づいていくことがわかる。 次に、 図2のように, おもりBを はずしてひもを手で一定速度V (>v)で引っ張り続けた。 すると, ひもが伸びき った直後のおもりAの速さはv=3 xV- 4 xvとなる。 2. 図3のように, おもり A を床の上に置いた状態から, 手でひもの端を一定速 Vで鉛直上方に引っ張った。 すると, ひもが伸びきった直後のおもりの速さ は、 5 |xVとなる。 その後, おもりがひもを引っ張っている手に追いつくた めの条件は, V 6xgである。 3. 図4のように, おもりAとひもの端が同じ場所にある状態から, 時刻10に おもりを自由落下させると同時に、 ひもの端をおもりの鉛直上方に一定速度 1 で引っ張った。 すると、 時刻 t = 7 にひもが伸びきり、 その直後におも りの速さは8xg となる。

問1〜5を解説していただけますか

選択授業 最終課題 <選択授業 最終課題について> ・以下の問いが最終課題です。 模範解答を作成し、この用紙ごと提出してください。 ・また評価は解答が合っているかだけでなく,これまでにもしくは新しく得た知識を活用できているか,知識を用いて思考できているか,導出過程を示す中で立式や立式に至るまでの表現が論理的 になされているかということも判断します。 ・提出期限は 3/6(水)です。 直接竹口まで提出しにきなさい。 締め切り厳守です。 締め切りを超過した場合受け付けませんのでよろしく。 <以下問題文> 次の文章を読んで,問 1~5に答えなさい。 問題の解答に必要な物理量, 物理定数があれば,それらを表す記号はすべて各自が定義し, 明示しなさい。 また, 問2以降は導出過程も示しなさい。 図1のように曲面ABとなめらかにつながった水平面 BC を持つ質量Mの台が, なめらかで水平な床の上の静止している。ここで,面 BC から高さんの曲面上の点Aから,質量mの小球を静かに すべらせた。小球と台の間に摩擦はないものとし,重力加速度の大きさをg とする。 図1 B C h A ( )組 ( ) 番 名前( 問 | 小球が曲面 AB にあるとき, 小球にはたらく力の名称と向きを右上の図に記入しなさい。 B C 問2 小球が曲面AB にあるとき, 小球と台からなる物体系の水平方向の運動量は保存される。 その理由を説明しなさい。 また, 小球が点Bにきたときの小球の床に対する速さをvとする。 このときの台の床に対する速さVを,m,M,v を用いて表しなさい。 問3速さvを,g,h, m, M を用いて表しなさい。 また,g=9.8m/s2, h=1.0×102cm, m=8.0×102g, M=9.0kg の場合について, v を有効数字2桁で求めなさい。 問4 区間 BC で, 小球はどのような運動をするか説明しなさい。 また,区間 BCを小球が運動しているとき、小球と台からなる物体系の重心は、水平方向にどのような運動をするか説明しなさい。 問5 上記の運動の後、小球は床からの高さがの点Cからとびだし, 床に落下する。 小球が床に落下したとき, 点Cと小球が水平方向にどれだけ離れているかとhを含む式で表しなさい。

問1〜5を解説していただけますか?

選択授業 最終課題 <選択授業 最終課題について> ・以下の問いが最終課題です。 模範解答を作成し､この用紙ごと提出してください。 ・また評価は解答が合っているかだけでなく､これまでにもしくは新しく得た知識を活用できているか、知識を用いて思考できているか 導出過程を示す中で立式や立式に至るまでの表現が論理的 になされているかということも判断します。 提出期限は3/6(水)です。 直接竹口まで提出しにきなさい。 締め切り厳守です。 締め切りを超過した場合受け付けませんのでよろしく。 次の文章を読んで、問1~5に答えなさい。 問題の解答に必要な物理量, 物理定数があれば、それらを表す記号はすべて各自が定義し、明示しなさい。 また、 問2以降は導出過程も示しなさい。 図1のように曲面ABとなめらかにつながった水平面 BC を持つ質量Mの台が,なめらかで水平な床の上の静止している。ここで、BCから高さhの曲面上の点Aから,質量mの小球を静かに すべらせた。 小球と台の間に摩擦はないものとし, 重力加速度の大きさをgとする。 図 1 B 問1 小球が曲面 AB にあるとき, 小球にはたらく力の名称と向きを右上の図に記入しなさい。 ( 組 ( 番 名前 ( B C 問2 小球が曲面AB にあるとき、小球と台からなる物体系の水平方向の運動量は保存される。 その理由を説明しなさい。 また, 小球が点Bにきたときの小球の床に対する速さをvとする このときの台の床に対する速さ V を, m, M, v を用いて表しなさい。 問3 速さvを,g,h, m, M を用いて表しなさい。 また, g=9.8m/s2, h=1.0×102cm,m=8.0×102g, M=9.0kg の場合について vを有効数字2桁で求めなさい。 問4 区間 BC で 小球はどのような運動をするか説明しなさい。 また, 区間 BCを小球が運動しているとき､小球と台からなる物体系の重心は、水平方向にどのような運動をするか説明しなさい。 問5 上記の運動の後、小球は床からの高さが1の点Cからとびだし、床に落下する。 小球が床に落下したとき, 点Cと小球が水平方向にどれだけ離れているか!とhを含む式で表しなさい。

力積と運動量についてですが、これを説明しろという問題です。 教えて下さい。

○ 力積と運動量について 問5 右の図のように舟に乗っている人がキ ャッチボースする場合を考える (1) 図 5.1 のような2そうの舟AとBを互 いに反対方向に進めるためには,各舟の上 の2人が互いにキャッチボールすればよい ことを説明しなさい. (2) 図 5.2 のように, 2人が同一の舟上に いる場合に, 2人がキャッチボースすると, 舟はどのように運動するか説明しなさい. A11 B 図5.1 問5の図 2そうの船の場合 図 5.2 問5の図 1そうの船の場合 ヒント ボールを投げた時と受けた時で, 舟人・ボールで運動量保存則を考えると良い. 例えば . ・Aで舟と人が静止している状態は運動量が零 ・静止状態からAからBにボールを投げると, ボールは右向きの運動 量を持ち, 運動量保存則より舟と人は左向きの運動量を得る.

物理の力学の問題について質問です。 過去問を解きたいのですが全く答えが分からないため、解いて頂けないでしょうか？

物理学 ⅡⅠ 期末試験 問題用紙も回収します。 選択式の問題は、正しい選択肢を記号で記すこと。 記述式の 問題は､解答だけではなく、 解答に至る考え方も書くこと。 ベクトルはそれとわかる よう書くこと. ① 質量mの質点の位置ベクトルを、運動方程式を Fとする｡ (1) 質点の原点のまわりの回転の運動方程式を導出せよ。 (2) 外力Fが中心力のとき、 角運動量が保存することを示せ。 (3) 質点が (x,y) 平面内を運動する場合、 原点のまわりの角運動量を極座標 (r, Φ) を用いて表せ。 2② 軽い針金でできた一辺lの立方体の枠がある。 1つの頂点に糸をつけ、隣接す 頂点P1, P2, P3 にそれぞれ質量 mi, m2, m3 のおもりをつけて吊り下げたとこ ろ、静止した。 重力加速度ベクトルをg とし、 OP = r. (i=1,2,3) とおく。 7₁ g↓ (1) 系の重心 (質量中心) Gの位置ベクトルrc をri を用いて表せ。 (2) 重力は重心Gに働くとしてよいことを示せ。 (3) 糸の張力の大きさを求めよ。 (4) 重心G と支点は鉛直線上に並ぶことを示せ。 (5) OP が回転軸のときの慣性モーメントI を求めよ。 (6) P1P が回転軸のときの慣性モーメントⅠ'を求め よ。 3 固定軸のまわりで回転する剛体を考える。 剛体の質量をM,重心GとOとの距離をん, 剛体 の軸Oのまわりの慣性モーメントをIとする。 図 のようにx,y,z軸を取り、 剛体の運動を偏角めで 表す。 重力加速度をg とする。 x P3 Ø R 2₂ G Mg P2 P1 (1) 回転の方程式として正しいものを選べ。 do (a) IapzMgh cos o (b) latMghsin o (c) IamMgh cos o (d) apzMgh sino (2) 運動は微小振動であるとする。 周期Tとして正しいものを選べ。 Mgh (a) 2 I I 9 (b) 2 Mgh 2ヶ (c) 21 (d) 2π√√ h 9 (3) 運動は微小振動であるとする。 初期条件として、角度だけ持ち上げて静か に離した。このときの重心の運動として正しいものを選べ。 但し以下では、 は微小振動の角振動数を表す。 (a) r(t) = hoo cos(ft), y(t) = h (c) π(t)=hdo sin (St), y(t)=h (e) x(t)=hdocos (ft), y(t)=hdo sin(St) (b) x(t)=h, y(t)=hdocos (nt) (d) π(t)=h, y(t) hdo sin (St) = (4) 前間の重心運動に対応した回転軸Oに働く抗力 R = Rzex + Ryey として正 しいものを選べ。 (a) R=-Mg, Ry=MhQdocos (t) (b) R=0, Ry=MhΩ2 do sin (nt) (c) R-Mg, Ry=0 (d) R=MhQ2 do cos (St), Ry=MhΩ do sin (Qt) (5) 安定に静止した状態で、 剛体に角速度ω を与えた。 この場合の力学的エネ ルギーEの値として正しいものを選べ。 但し位置エネルギーの基準点は0と する｡ (a) E = 0 (b) E=Mgh (c) E-Mgh (d) E ==Iw (e) E ==Iw+Mgh (f)=1/2Iug-Migh (6) 前問の初期条件の下で、 剛体が1回転するために必要な角速度wo の最小値と して正しいものを選べ。 (a) 0 (b) √20 (c) 2Ω (d) 4Ω (7) 回転軸の位置、 すなわちんの値を変化 させたときの慣性モーメントIの変化を 表すグラフとして正しいものを選べ。 -h A" (b) $+) (d) ・h

至急！！！(1)の答えはvB－vA=－uなのですが、vA=vB＋uでもつりあっていれば大丈夫ですか？

137 運動量の保存と相対速度■質量m[kg] の頭部Aと質量M [kg] の尾部Bか らなるロケットが速度v[m/s ] で進んでいるとき,尾部Bを頭部Aに対する相対的な速 さ [m/s] で一瞬のうちに分離した。 (1) 分離後の頭部Aの速度をv[m/s], 尾部Bの速度を分離前 B A) v VB [m/s] として, UA, UB, u の関係を示せ。 (2) 頭部Aの速度 v[m/s] を求めよ。 例題 30 分離後 B A)

この問題でy軸方向に力積があるのもよくわかんないし、X軸に力積がないのもよく分かりません、、 詳しく教えてください！！

チェック問題 2 固定 質量mの小球を自由落下させ、傾き30° のなめらかな斜面に衝突させたところ, 水平にはね返った。衝突直前の速さをひ として、次の量を,( )内を用いて表せ。 (1) 衝突直後の速さひ (vo) 場 x (2) この衝突の反発係数e (3)斜面から小球が受けた力積の大きさⅠ(m,vo) 解説(1) なぜそのように分けるので すか? mv, sin 30°: まずは,斜面と平行成分 (x 軸), 垂直成分 (y 軸) に速度を分解して、 @‚ Ð, ®nºħħ<£o 500153 y dos どうしたらよいのか, はじめの一歩がわかり てません。 (②2)方向のみに注目して, 軸と逆向き それは,図のように, x 軸方向には全く 力積を受けない(重力の力積は衝突時間 が短く無視できる)から, 運動量が保存す ることと,y 軸方向は衝突面と垂直だから, 反発係数eの式が使えるからだよ。 æ方向のみに注目して、《運動量保存則》(p.139)より, ・① 30° = mv cos 30° よって, v= -Vo e = = 1 /3 V (m) ① を代入して,Iについて解くと, I = - 2 √√3 Vo Vo mvo m ひsin 30° 1 Vo cos 30° 3 (3) 方向のみに注目して、 《力積と運動量の関係〉 (p.137) より , mucos 30°+ I = musin 30° (①より) 答 30% CC 軸方向は 力積なし 30° 30% XC

量子力学の問題です。 わかる方おられませんか

2. 外部磁場中の荷電粒子の量子力学、 Landau 準位 ベクトルポテンシャル A(t,x)、 スカラーポテ ンシャル (t,x) がある3次元空間の中を質量m、 電荷eをもつ荷電粒子の運動を考える。 その運動量 をp、 位置座標をェとすると、 荷電粒子を記述するハミルトニアンは以下で与えられる。 1 H(t, z,p) = -(p- eA(t, x))² + eo(t, x) 2m (1) (1) この荷電粒子を表す波動関数を重(t,x) としたとき、 確率密度と確率の流れの密度は、ベクトルポ テンシャルがない (演習問題No.1の) 場合に対し微分∇を 「共変微分｣Dに置き換えることで 得られることが知られている。 p:=²=v*v, J:= {*D-(D)*} ここで、 2m D:= V-ie A, +∇ ･J=0が成立することを示せ。 とおいた。このとき、連続の方程式 (2) 電場E = -Vo-b と磁場 B = ∇×4が次の(ゲージ) 変換で不変であることを示せ。 at 以下電場はなく、静磁場のみがある場合を考え、磁場が向いている方向を軸とする: B = (0,0,B) Əx AA'′=A_∇入, 中→d=6+ at ここで、 入 = \(t,x) は任意のスカラー場である。 さらに荷電粒子の波動関数も同時に →=e-ie (5) と変換させた場合、 Schrodinger 方程式場=H(t,x, l∇)が変換した場に対しても同様に成 立することを示せ。 A = (0, Bx, 0) にとって、とzに依存しない波動関数 (x,y) を調べる。 (2) このとき、トの取りうる範囲を求めよ。 (3) この背景の下で縦と横の長さがLz, Ly の長方形状の十分薄い平板を0に {(x,y)|0 ≤x≤LT, 0≤y≤Ly} (7) のように置き、この平板内に束縛される荷電粒子の運動を調べる。 このとき、以下のように、ベクト ルポテンシャルを Landau ゲージ (8) (4) このことを、Schrodinger 方程式がゲージ変換のもとで共変性をもつor 共変的である、などという。 同じ量子数をもつ状態がなす部分ベクトル空間の次元のことをその状態の縮退度と呼ぶ。 (6) (3) 波動関数 (x,y)=(x)eikyのように変数分離して荷電粒子に対する時間に依存しない Schrodinger 方程式を解き、 固有関数とエネルギー固有値を全て求めよ。 ただし、演習のプリントで与えられ た特殊関数は説明なしに用いて良いものとし、 規格化も行わなくて良い。 (4) 波動関数 (x,y) は方向に周期境界条件を満たすとする。 v(x, y) = v(x,y + Ly) (5) 基底状態に対しょ軸の位置演算子の期待値 (z) をe, B,kを用いて表わせ。 また、 位置演算子の期 待値が平板内に存在する条件から、 基底状態の縮退度を求めよ。