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Physics Undergraduate

これが全く分からないのですが教えていただけないでしょうか

問題:ロケットは、燃料を燃やしてできる燃焼ガスを高速度で噴射しながら加速する。 この加速の仕組み ロケットを本体と燃料からなる質点系として考えてみよう。ロケットは連続的に燃焼ガスを噴出して飛行 るが、ここでは初め At の間にどれだけ物理量が変化するか離散的に考え、後で連続極限 At →0 を取 ことにする。また、ロケットは直線的に運動しているとして1次元的に扱い、 ベクトル表記はしなくても良い 時刻[s]において質量 m(t) [kg] で速度 v(t) [m/s] で飛行しているロケットが、 「単位時間あたり質 b>0[kg/s] の一定の割合」で燃焼ガスを後方に「一定の大きさVの相対速度」で噴射しているとする。 ここでVはロケットと燃焼ガスの相対速度の大きさであり、ロケットの進行方向を正の方向とした時、 焼ガスの速度はv(t) -V で表すことができる。 短い時間 At の間にロケットは質量 bAt の燃焼ガスを後方に噴射しているので、 時刻t+ Atにはロ ケットの質量はm(t+ At) =D m(t) + Amになり(ただし燃焼ガスを噴射するので Am = -bAt < 0)、ロ ケットの速度は v(t+ At) =D v(t) + Avになるとする。 (注:この問題ではロケットは宇宙空間を飛んでいるとし、地表で働く一様な重力は考えなくて良い。) (1)燃料の噴射前後(時刻とt+ At の間)でこの質点系の運動量が保存することを式で表そう。 エンジンの中で 噴射するガスの 反作用で加速 燃料を燃やしてできる 燃焼ガスを噴射 物理学I(精機)第12回 レポート問題 1 問題(つづぎ): (2)(1)で得られた式に対し、 Amと Av は小さい量なので、 その積 AmAv = 0 という近似を用いることで、 m(t)Av + VAm%3D0 の関係が得られることを示せ。 (3) At の時間が経つ間のロケットの質量の変化は Am でのロケットの質量の平均の変化率は ーbAt <0 で与えられることから、 At の時間内 Am =DーDD<0 At と表現される。At →0 の極限を取ることでロケットの質量の変化を表す微分方程式を導け。 そして、 初期条件としてt3D0[s] でm(0) =D mo [kg] を与えることで、 初期条件を満たす特解 m(t) を求めよ。 ただし、この問題で扱う時間の範囲内ではロケットは内部の燃料を全て噴出するほど時間は経ってい ないとする。 (4)(2)で示した式を At で割って At → 0 の極限を取ることで、 速度vの変化を表す微分方程式を求めよ。 (5) ロケットがt=0[s] で静止していた(v(0) %3D 0)として、 (4)で求めた微分方程式の初期条件を満たす 特解 v(t) を求めよ。

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Physics Senior High

緑の付箋が貼っているところ教えてください🙇‍♀️ 全部じゃなくて、1問でもいいのでお願いします┏〇゛

28.運動量と力積● ビッチャー ールをバッターがセンター方向(正面)へ打ちかえした。 この とき,30m/s の速さで水平に飛んできたボールを仰角 60°の方 向に30m/s の速さで打ちかえしたものとする。 (1) バットがボールに加えた力積Iの大きさはいくらか。 なるロケットが速度が[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 量が60kg, 台車Bと荷物の合計質量が10kgであるとき,台車Aと人が一体となって台 (2) ボールとバットの接触時間が1.0×10-2秒であったとすると, ボールが受けた平均の 30m/s 607 33.重心の運 が1の一様な って静止して 床直にx輪を (1)人が板上も カFの大きさは何Nか。 (2)人がA端 (3人がB端 天井に糸の一端を固定し, 他端に 29.運動量の保存(合体) 質量Mの木片をつるす。 水平方向から質量mの弾丸が速さかで 木片の中心に命中し, 弾丸は木片の中に止まり, 両者一体となっ て運動を始めた。重力加速度の大きさをgとする。 (1) 一体となった直後の速さVを求めよ。 (2) 木片はどれだけの高さまで上がるか。 最下点からの高さんを 板とから (4)X, Xを 34. 平面上 な水平面上を m M 進んできて、 した。衝突機 るとき、衝多 さ(m/s」 求めよ。 例題8,40 30. 動く板の上での物体の運動 ように,質量mの小物体が質量Mの大きな板の 上にのっている。小物体と板との間の動摩擦係 Vo 右の図の 小物体 m 板 M 35.床との て床に落と 達した。重 (1)反発係数 (2) 手をはな での時間 床 数をμとし,板と床との間の摩擦を無視する。時刻 t=0 において, 小物体に右向きの 初速度 oを与えると, 板も同時に動き始めた。 右向きを正の向きとし, 重力加速度の大 きさをgとする。 (1)小物体が板に対して静止したときの板の速さVを求めよ。 (小物体に初速度を与えてから, 小物体が板に対して静止するまでの時間tを求めよ。 (3) 2回目に 36. 反発備 31.運動量の保存(分裂) している台車Aに乗った人が, 荷物をのせて静止している 台車Bを水平方向に押し出したところ, 台車Bと荷物は一 体となって1.5m/sの速さで進んだ。 台車Aと人の合計質 なめらかな水平面上に静止 1.5ms msで進む A B 14m/sで選 m/sで右向 (1) 質点Qの (2)買点Pと 車Bと反対向きに動く速さ »[m/s] を求めよ。 >例題 37.衝突徳 している質 させる。小 A1)国の右声 (2) 衝突後、 u[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 ひA[m/s], 尾部Bの速度を 分離則 Us [m/s) として, VA, VB, 1Uの関係を示せ。 (2) 頭部Aの速度ひA [m/s] を求めよ。 B |A B 分離後 例題8

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