問2の(3)(4)を教えてください

問2. ばね定数 k [N /m] (k > 0) の軽いばねがある。なめらかな水平面上でこ 自然長 のばねの左端を固定し、右端に質量 m kg] の物体を取り付けた。次に、 手で mm 物体を引っ張ってばねを自然長より cm 伸ばしてから静かに手を放した。図 0 に定義された座標軸に基づいて、その後の物体の運動について、以下の間に答 えよ。ただし,時刻 ts]での物体の位置を (t) [m] とし、ばねが自然長のときの物体の位置を原点とする。 (1) Find the restoring force F, [N] that the spring tries to return when the object is displaced by z m from its natural length. (2 points) d'z as its acceleration. dt? (2 points) (2) Find the equation of motion of the object, using the notation of (3) Find the general solution of the equation of motion of the object. (3 points) (4) Find the solution that meets the initial conditions described in the problem. Here, the moment when the hand is released is set as time t==0s. (3 points) 問3.問2では摩擦などの抵抗力がない理想的な単振動を扱ったが、実際には抵抗力が存在する。 抵抗力は速度 dt に比例することが多く、この比例定数をc[N.s/m] (c> 0) とおくと、 運動方程式は教科書 P.66 の(2.40)式として表 される。この方程式の一般解は、 教科書 P.52に示す「定数係数の2階線形同次微分方程式の一般解」として表され、 教科書 P.66 の下段3行に示すような解 a) c)となる。これらの解の導出課程を、 以下の手順に従って示せ。 d。 da. (1)(2.40)式 m = ーkc - c dt? の右辺において、c dt の項の符号がマイナスである理由を考察せよ。 dt (2点)

(2)-i で、分数の分母にMが急に出てきて、 ω=√P0S+Mg/Mh となっていますが、 このMってどこから出てきたんでしょう？ わかる方教えてください！！

|図のように,鉛直に立っている断面積S[m°]のシ まとめの問題 ピストンの単振動だ~! No.1 M に単原子分子が閉じ込められている。ピストンに 質量M [kg]のおもりを置くと, 高さh [m]のとこ ろで静止した。大気圧を P.[N/m°], 重力加速度 をg[m/s°]として,以下の問いに答えよ。 (問題数が多いぞ~, でも負けるな~!) 大気正 h Po 体 273 No.1

救急車が15Km先の大学病院を目指して走っていた。 平均速度60Km/h出せるとすると何分で到着するか？ この問題の解き方を教えてください。

問1～問3です。答えだけでいいので急ぎでお願いします。

- 課題 - 【問1】次の文章について、空欄に当てはまる適切な言葉や数式を答えよ 正の電荷 +2qと負の電荷 -q が、 それぞれ、点Aと点Bに置かれている。 各電荷はq>0だと仮定する。 また、AB間の距離をaとおく。直線 ABを含む 直線上において、これら2つの電場の強さがゼロになる点を求めたい。 まず、座標系を設定する。点 A を原点とし、A→B を正の方向と決める。直線 AB を含む軸をx軸とおい て、原点からの座標位置をxであらわす。 上の座標系において、1C の電荷をx座標上に置くとき、この電荷が受ける力の向きを各電荷の正負から 考える。まず、この電荷をx<0の位置に置くとき、この電荷が受ける力の方向は( ① )であり、この電荷を 0<x<aの位置に置くとき、力の方向は(2 )、x>aの位置に置くとき、力の方向は( ③ )だから、電 場の強さがゼロになる点は( 4)の範囲にある。 次に、電場の強さ(=D大きさ)を具体的に計算する。電場の強さを、クーロンの法則を用いて、 「位置」と「距 離」の違いに注意して計算すると、正電荷 +2q が位置xに作る電場の強さは( ⑤ )で、負電荷 -qが位 置xに作る電場の強さは( 6:)である。ただし、クーロンの法則における比例定数をんとおく。 以上より、電場の強さがゼロになる点は、x=(7)で求められる。 A +2q) -9 → X a *y JA (9a) 【問2】 次の文章について、空欄に当てはまる適切な言葉や数式を答えよ 図の上うに 名:TのEさが

すいません。心優しい方教えてください、お願いします 科学になるんですけど問題自体がよく分からず答えることすらできません。 宇宙空間でロケットAに乗った人PとロケットBに乗った人Qがいます。初めに、ロケットAとBは静止しているとし、お互いの距離は1メートル離れているとしま... 続きを読む

賢い人助けてください… 1、2、3を教えて頂きたいです… 教科書の諸定数がどれかも正直曖昧なのですが…

[1](必須) 一次電圧: 二次電圧が2400V:240V である定格 50KVA の変圧器がある。無負 荷(二次側開放) 試験の結果は240V, 5.41A, 186W であった。また(二次側)短絡試験を行 ったところ 48.0V, 20.8A, 617W が得られた。 (1)この変圧器のL型(簡易) 等価回路の諸定数を求めよ。 (2) 一次側を240V 無限大母線, 二次側を力率1の定格負荷に接続した時の一次電流,一次 側力率,及び変圧器の効率を求めよ。 (3)(2)の負荷を遅れ力率 0.8に変更した時の一次電流,一次側力率,及び変圧器の効率を求 めよ。 (諸定数の記号は教科書に準じること) [2](任意)電気機器の絶縁について調査せよ。 絶縁の規格 · 絶縁の耐熱階級 絶縁に用いられる材料 絶縁の試験法 など, 内容は多岐に渡るので,自分の興味の持てる内容に絞ったレポートで構わない。

高校物理のプリントの穴埋めを教えてほしいです！ 調べて分かったところはできる限り埋めました！ (力のはたらき 高2 物理基礎)

D00000 カー1 ※2カがつり合わない場合 物理基礎プリント No, 13 大きさが異なる 同じ向き 1. カのはたらきと表し方 作用線が異なる ■力の種類 ■力のはたらき 人によるカ以外に、次のようなものが存在する。 運動(速度)を変化させ。(言い換えると→ [ )を生じさせる) (土也王球)の中心が、すべての物体を引く力(質量に比例する。] 重力の大きさを(重さ )ともいう。 の重力 物体の 形を変える。 面の上に置かれた物体に対して、 面から常に( → 物体の運動(速度) が変化したり、 形が変わったときは、必ず、 力がはたらいている。 の垂直抗力 )な方向にはたらく力 [面が物体を押し返すカ) 力の単位:[N)(読み方: ニュートン )を用いる。 面の上に置かれた物体が、滑ろうとするのを妨げる力。次の2つがある。 静止している物体にはたらくもの → ( 静止摩擦力 ) 動いている物体にはたらくもの → ( 3摩擦力 ■力の3要素 力は、力の(同き)、1大きさ)、1作用点 決めないと、そのはたらきが決まらない。→ カの3要素 )の3つの要素を 動摩擦力 へ 静止摩擦力 動摩擦力 引くカ 引く力 力は矢印を使って表す。 矢印の(-さ)は 力の大きさ、矢印の向きは力の向きを表す。 また、作用点を通り、力の向きに引いた )と言う。 IIT 。 矢印の長さ カの大きさ の張力 まっすぐに張った状態の( )などが、物体を引く力 直線(点線]を力の (ゴム)等。のように、力を加えたとき変形する物体が、元に戻ろうと して、相手の物体に及ぼす力 の弾性力 矢印の向き → カの向き 自然長 ※力を加えたとき変形し、力を取り除くと 元に戻る物体を、一般に弾性体と言う。 伸ばしたとき 矢印の始点 → カの作用点 2. つり合う2カ 縮めたとき 弾性力 2つの力が同時にはたらいているにもかかわらず、 物体が ( 吉-) したまま、ある いは、 フリ合っいる)と言う。 ■つり合う2カの例 [いずれも物体は静止している) )している状態のとき、 その物体にはたらく力は( の重力と垂直抗カ の重力と張力 の重力と弾性カ の引く力と静止摩擦力 (作用線が異なるが回転した いので、つり合いと同じと見 なす。) ■2力がつり合う条件 )が同一 の大きさが( い ③向きは (正反大t? へ

物理の範囲なのですが試料の体積の求め方がわかりません。教えて頂けたらとても幸いです。

基本操作法実習 (4)密度の測定 07.SA)Aセニ 学生番号 SE.er 氏名 (uA)金 0.01 (aA) 1.空気中の重量と水中での重量変化の結果 天秤で計測した試料の重量(表中の「重さ」)と水中に浸漬したときの重量変化(増加分) を表に示した。この結果から、「試料の体積(cm®)」と「試料の密度(g/cm°)」を求めよ。 ただし水の密度は1g/cm° として良い。 試料 重さ(g) 水中での重さ(g) 試料の体積 試料の密度 金合 021.62 7.98 T39 1 72.15 (岡:8.08 S.S. 器 2 3 89.72 7.91 4 6.71 1.49 5 31.87 4.06 |6 21.34 8.69 7 10.43 8.75 8 5.75 4.14 9 4.06 4.36 10 56.25 7.10 11 8.32 3.04

量子力学・スピンハミルトニアンの時間発展について質問です。(1)〜(3)までは画像2枚目のように解いたのですが、(4)(5)の計算がとても煩雑になってしまいました。この方針で大丈夫なのでしょうか？また、(6)が分かりません。どのように考えればよいのでしょうか？

II. 図3のように番号;= 1,2,3で区別される3つのスピンがあり、それぞれ2軸方向に上向 きと下向きの2つの状態 |0);, [1}; をとることができる。2種類の相互作用 角,。を選択的に 切り替え、1番目と2番目のスピンの状態を3番目のスピンによって制御する。簡単のためプ ランク定数を2で割った定数んを1とし、相互作用白,白および時間tを無次元量として取 り扱う。 自。 ○ン 0 9 三 図3 ここで、1は恒等演算子、9, o9は番目のスピンの演算子,の行列表現である。各演 算子は10); = |0):, of° |1}; = -|1); を満たす。また、3つのスピンからなる状態を|1,0)|0}= |1);|0)2|0)s などと記すことにする。 (1) (),(o)°, of o) + ooを計算せよ。 (2) 9 を 10);, |1);に作用させた結果をそれぞれ示せ。 C○ (3) 白のもとでの時間発展演算子む(t) = exp(-8白t) = とーを白t)”が n! n=0 0(t) = cos° (t)i - sin° (t)a{)a£) + icos (t) sin (t)(o{) + )) を満たすことを示せ。ただし、一般に可換な演算子A, Bについて、e(4+B) - eáeb が成り 立つことに留意せよ。 (4) 白のもとで時間む、続いてのもとで時間tzだけ相互作用したときの時間発展は ()()= exp(-iHnt) exp(-iAt)と記述される。10,0)|0), I0,1)|0), |1,0) |0), |1, 1)|10) の4つの状態がひっ(n/4)0,(m/4) の時間発展をしたあとの状態をそれぞれ書き下せ。 次に、ある状態() = a|0,0) |0) + |1,1}10} (a, 8 は定数)を用意したところ、予期せぬ相互作 用により、1番目のスピンが微小回転してしまい、状態|)= VI-) + €)に変化し た。eの具体的な大きさは分からないが、状態|)をもとの状態」)に戻したい。 (5) 状態」)を問(4) のD2(T/4)ü,(T/4) によって時間発展させると、 Us(r/4)(r/4)) = \)) + i¢)10) という状態に変化した。1番目と2番目のスピンからなる状態|), o)をそれぞれ具体 的に書き下せ。 (6) 問(5) の状態に対し、3番目のスピンの測定をおこなうと、状態|)|1) と状態|o)|0)の いずれかが得られる。それぞれの状態に対してさらに個別にある演算子を作用させると、 微小回転量eの情報なしに状態 |) に戻せる。各状態について必要な演算子を答えよ。

物性物理学の本を読んでいて、質問があります。 本では， 量子力学による1電子原子の電子状態の記述について 添付のように述べていて， (1.12)式までは良いのですが， 赤枠で囲ったところの式(1.13)の導出過程が知りたいです。 よろしくお願いいたします。

$1.2 1電子原子の電子状態 1 p° = 2me 2 a 1 V= 2m。 2m。(r+ r dr 原子においては,原子核を中心としてそのまわりの半径10-10m程度の領 の形となる。ここでAは次のような角度に関する微分演算子である。* 域を電子が運動している。原子の構造を理解するためには,この電子の振舞 1 sin 0 d0 1 を調べなくてはならない。まず最も単純な場合として,Ze の正電荷をもった A= - (sin 0 sin' 0 核のまわりを,1個の電子が運動している場合を考える。Z=1であればこ 1電子原子のハミルトニアンがこのように具体的に与えられた.このハミル れは水素原子そのものであり,Z =2であれば He* イオンということにな トニアンに対するシュレーディンガー方程式(1.9) は2階の微分方程式の形 る。 をしている。これを満たす解として波動関数T(r, 0, φ) が求まれば,1電 原子の質量のほとんどは核に集中しているので、そこを重心として座標の 子原子における電子の分布の様子がわかる。ところで,原子に属する電子の 原点にとってさしつかえなかろう。電子は -e の電荷をもち,核の正電荷 波動関数は,核から十分遠方(r→0)ではゼロに収束するはずである。こ Ze とクーロン相互作用をもつ。そのポテンシャルエネルギーは電子と核の のような境界条件の下で(1.9)式を考えると,電子のエネルギー固有値 E が 間の距離rに反比例し, 離散的な特定の値をとるときのみ解が存在する。これは量子力学系の顕著な Ze? V(r) = - 特徴である。 4TE0ア 最も低いエネルギー固有値を与える解は球対称で、次の形をしている。 である。* これは万有引力と同じ形をもつので,古典的に考えれば,地球が 17Z/2 ( exp(-) 太陽のまわりを回るように電子は核のまわりを楕円軌道を描いて回ると考え 『(r) = たくなる。しかしながら,このような極微の世界まで古典ニュートン力学が ただし,ここで そのまま成立するわけではない,電子の振舞を正しく理解することは,今世 4TEh An = mee? =0.529 A 紀初頭登場した量子力学をもってはじめて可能となった。量子力学によると, 電子の存在確率は波動関数 『(r)の絶対値の2乗に比例する。定常状態では 『(r)は次のシュレーディンガー方程式を満たすというのが量子力学の骨子 はボーア半径とよばれる。 である。 H V (r) = ET (r) ここで はハミルトニアンで,電子の運動エネルギーとポテンシャルエネ ルギーの和であり, 1 p°+ V(r) 2m。 H = の形をもつ。** 第2項のポテンシャル項は方向によらず,核からの距離のみ に依存するので,全体を極座標を用いて表した方が都合がよい。このとき, 第1項の運動エネルギーの部分は Eo = 8.8542 × 10-12 F/m は真空の誘電率。 m。は電子の質量,p= - iAVは運動量オペレータである。ただし,▽はナプラと読 み,直交座標系では 定,立,えを直交する単位ペクトルとして、V= -+ の形をもつ微分演算子である。カ = h= 6.626× 10-4JSはプランク定数。