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物理 高校生

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1. 静止系に対して一定の速度で運動する慣性系を考えよう。静止系における位置をr= (r,y, 2)、 時刻をtとし、運動する慣性系(以下、運動系と略す)における位置をャ'= (r', y', 2')、時 刻をrと表すことにしよう。静止系に対して運動系がr軸方向に速度で運動していると き、非相対論的に考えれば - t t という関係が成り立つ。これをガリレイ変換という。以下では、静止系の変数では正しく表 されているニュートンの運動方程式やマクスウェルの方程式が、運動系の変数でどのように 書き表されるかを確かめてみよう。 (a) 静止系における質点の運動を考える際には、r,y,zをそれぞれ時刻の関数としてr(t), y(t), 2(t) と表せばよい。このとき、 (b)偏微分の一般論(チェーンルール)により da d" および dt2 をそれぞれょ,t,u等を用いて表しなさい。 d 02 af, r af Or 0: 0r af 『e 0r O Oy of Or Oy Or Or 等が成り立つ。この関係をガリレイ変換の場合に用いることにより、 af of がそ Te Or' Oy'0; れぞれ 0r Oy'0: 『e fe fe と等しいことを示しなさい。 (c) Vをポテンシャルエネルギーとすると、静止系におけるニュートンの運動方程式は OV m dt? OV m dt2 Oy OV m dt? である。このとき、運動系における運動方程式は変数r', y', 2'," を用いてどのように 書くことができるか。(1a)、(1b) の結果をもとに考察しなさい。

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物理 高校生

1時間後テストなので至急問1、2、4、5の解説をお願いします!

対で大きさが等しい。 この法則を作用反作用の法則あるいは雪 し、何きか 1. 速度8m/s で走っている自動車が2m/s° の等加速度運動をしたとき, 10秒後の趣 Aにも力が作用する。 0 law of action and トンの第三法則という。 A reaction B 2第一法則から第三法 則までを,ニュートンの 三法則(Newton's three laws)という。 コ 5 図2-25 作用と反作用 (問題 10x8+5M とこの間に走った距離を求めよ。 2. 3m/s で直線運動をしている質量2kgの物体に一定の力を作用させて0.5秒間で 8+2×0-100ms 32V るための力を求めよ。 また, 2秒間で止める場合についても求めよ。 3. 走行中の電車内に質量4kgの物体を天井からひも 0.5-W でつるしたとき, 図のようにひもは鉛直方向に対して -15 15°傾いた。物体に作用する水平分力を求めよ。また, こ 4kg OC の水平分力を生じさせるための電車の加速度を求めよ。 問題3の図 4. 速度 36 km/h で走っていた自動車がブレーキをか 6.250円 けてから8m走って止まった。このとき, 自動車に作用した平均加速度を求めよ。 10 にな 5. 質量0.5kgの物体を糸で引っ張り, 加速度2m/s?で鍋直上向きに引き上げるた 力て 力を求めよ。 6. 図 [m/s] と角速度 [rad/s], 外周に生 ため 15 じる向心加速度[m/s°] を求めよ。 /500min 図のように,質量1000 kg の自 1. 90kmh この 動車が,半径700 m の高速道路を 700 m 速度90 km/h で走っている。この 0 自動車に作用する遠心力を求めよ。 問題7の図 問題6の図 36 第2章 機械に働くカと仕事 さ 言 もがこ 200mm

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