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

去年の過去問なんですが、②③④⑤の回答とどのように解いたのか分かりません。 至急教えていただきたいです。

問3 (+1)=(1) (N) リー 図1のように,高さHのビルの上から質量mの物体を初速度で真上に投げ上げる運動を考える. 物体は速度(t)に比例する空気抵抗-yu (t) を受けるものとする。 ここで(> 0) は空気抵抗の大き さを特徴づける定数である. 上向きを正にy軸を取り, 地面をy=0の原点に取る.この物体の運動 は、 実際に運動方程式を解くと, (1 (エ) y(t) = m (mg mg +00 1-em t+H 7 Y (1)1(0) で与えられる.ここでは重力加速度である. 物体の大きさは無視できるものとして、 以下の問題に 答えよ. 02 (8)

(4)以降全く進めません 答えもなくて困っています どなたか解説をお願いできませんか

Oshi oshil oshi 20:28 日 oshi 前のページ shin toshin toshin ■ 4G95 toshin 次のページwhin [hin 2 図に示すように、水平面に対して傾き 30℃のなめらかな斜面とその下端から連 続する水平な床がある。 斜面上の高さんのところから質量mの物体Aを静かに 放したところ、 物体Aは斜面をすべり落ち、斜面下端Pから右側にだけ離れ た水平面上の点に置かれていたMの物体Bと最初の衝突を起こした。 こ のときのはね返り係数をe (0<e< 1), 重力加速度をg, 物体A, Bと斜面お よび床面との摩擦は無視できるものとして、 以下の問い(問1~5)に答えなさ い。ただし、 右方向を正の向きとし. <1とする。 min oshi hin 問1 物体Bと最初に衝突する直前の物体A の速度はいくらか。 g, hを用 いて答えなさい。 oshi Shin Oshi 問2 最初の衝突直後の物体A, B の速度 UAY UB はそれぞれいくらか。 g. e,m, M, hを用いて答えなさい。 hin 物体Bの質量は物体Aの質量の4倍 (M=4m) であり,e=0.5のとき, 最初 Oshiの衝突後、物体Aは左向きに進み、斜面を高さHまでのぼり,そこで向きを変え て再び斜面をすべり落ちた。 一方、物体Bは右向きに進み、 しだけ離れた位置 Q oshiにある鉛直な壁と完全弾性衝突して向きを変えた。 その後、物体Aと物体Bは再 び衝突した。 hin oshi oshi 問3 最初の衝突直後。 物体が斜面上で達する最高点の高さはいくらか。 h を用いて答えなさい。 また、 物体Aが最初の衝突から斜面上で最高点に 達するまでの時間 T, はいくらか。 g, h, lを用いて答えなさい。 min nin oshi oshi 問43で物体Aが斜面上で最高点に達してから物体Bと2回目の衝突を起 こすまでの時間 T はいくらか。 . . 1を用いて答えなさい。 結果だけで なく、 導出の過程を整理し、解答欄に記載しなさい。 min hin oshi 問5 この2回目の衝突は0点の左右どちら側で起こるか。 また。 0点との距 離Lはいくらか。 h, lを用いて答えなさい。 nin oshi min 壁 A oshi shi h Oshi < ああ 30° P MBO toshin-kakomon.com ■ nin hin hin

物理の二体問題です難しくてとけないので、 解説をお願いしたいです。 よろしくお願いします

2個の質点系(質量: m, m2, 位置ベクトル: r, r2)に おいて, 重心の位置ベクトルを rc, 重心から質点 1, 2 ヘ の位置ベクトルを FG1, r2, とすると, mc+m2IG2=0 となることを示せ. ヒント:重心の位置ベクトル r m1 質点1 mr+mr 重心 G IGA 質点 2 FG = m+m2 rG2 m2 の式と rG 12 =IG+PG1 r2 =IG+PG2 を用いる.

助けてください、どうしてもス、セがわかりません。 解き方教えてください。

(5) 水平でなめらかな机の上に質量m[kg] の小物体Aを置き、 Aにばね定数 k [N/m]のばねの一端をつけて、 他端を壁に固定した。Aにかるい糸をつけ机の端の滑車に通して他端にAと同じ質量m[kg] のおもりBをつる したところ、バネが自然長からx。 [m]伸びて静止した。 次に、 おもりBを少し下に引いてはなしたところ、 小物体 AとおもりBは単振動した。 バネの伸びがx [m] からさらにx [m] 変位しているときの糸の張力をT [N]、 小物体 A, おもりBにかかる加速度をa [m/s]とすると、小物体Aについての運動方程式は( サ)となり、おもり Bについての運動方程式は( ジ と書ける。 これより、加速度 a = ( [m/s2となり、 また、こ の単振動の振動数は ( セ [s''] となる。 ス (6) なめらかな水平面とそれに続く角度9のなめらかな斜面がある。 質量 [kg]の小球が初速度vo [m/s]で斜面 R SZT

運動方程式はmと2mの物体とで加速度は異なると考えるのでしょうか？ 1と2を教えていただきたいです。 お願いします。

D 図3 C (3) 瞬間中心を図に記載せよ。(12点) 瞬間中心には対応する機素に対する記号をつけること。 12[m] m[kg] 5. 図4に示すように、振り子の一端に質量 m[kg] のおもりが 取り付けられ、もう一端に質量2m[kg]のおもりが取り付け られている。 振り子の回転中心から質量 m[kg]のおもりの 中心までの長さを [m]とし、回転中心から質量2m[kg]のお もりの中心までの長さを4[m]とする。 振り子の回転角度を [rad] とし、重力加速度を g[m/s'] とする。 振り子の腕の質 量は無視できるものとして、次の問いに答えよ。 (1) この系の運動方程式を求めよ。 (5点) ///// 4[m] [rad] g[m/s²] ~2m[kg] 図4 (2) L=21および2=1のときの振り子の角加速度を求めよ。 (5点) 2 mr 2 (3)において、 を長くしていくと振り子の最大角加速度はどうなるか。 (4点) - 6. 図5に示す質量m[kg] の物体1の壁側の端にバネ定数 k[N/m] のバネが取り付けられ、 他端にパネ定数 付け

(f)と(g)について教えてください。答えは、(f)自由電子が不足した、(g)自由電子がない です。 (f)はなぜ自由電子がない状態というニュアンスではダメなのでしょうか？ (g)は自由電子と電子の違いがよく分かりません。 これらを教えてくださいm(_ _)m

力のモーメントの問題です。 なぜ、Fxにマイナスがつくのか分かりません。教えてくださいm(_ _)m

1. 右図のように点Aに力Fがはたらいている。 力のx 方向成分 Fx と 方向成分 Fv、 およびこの力による原点0まわりのモーメント Mo を 求めよ。 Fx=Fcos 60° = Fsin 60° Fy = 20x1/2/2 = 10 (N) =20x=17.82 (N) Mo=x・ya+FyXCA H y (m) 力によるモーメントは、FFによるモーメントの和に等しいから. 反時計まわりを正として、 -10×5+17.32×2 -15.36 (N・m) (時計まわりの方向> 60° F=20N A(2,5) x (m)

光の干渉の質問です。このような問題でmがいくつから始まるか書いていない時、どうするべきですか？ また、2dm×nl=λ/2×2(m-1)の2(m-1)は2mじゃないのはなぜですか？

光 <<さび形> 2 (慶応大) いい <>:*TO* 図のように、ガラス板 A の上にガラス板Bを重ね、 その一方の端にアルミ薄膜をはさみ、 くさび形をした薄い層 POQ を作る。 ガラ ス板Bの上方からガラス板 Aに垂直に単色光を入射させた。 このとき、 上から見ると平行で等間隔の明暗のしま模様が見られた。 (1) 暗い部分のしまについて, しまの本数を左から数えることにする。 このとき、真空中での波長を入とすると, "番目のしまの位 置における薄層の厚さは,およびm とどのような関係にあるか。ただし, ガラス板 A, ガラス板Bおよび薄層物質の屈折率を,それぞれ , B およびと し,それらの大小関係が, (7) NA>n, NB>NL (イ)>>B (ウ) (ア) NA>nn のとき、 干渉条件より、 同位相のとき、弱めあう条件 2 - × 奇数 2 光路差 2dm X NL = = 2 2 偶数 ×2(m-1) 2m-2 固定端反射が 1回あるので, <-- 偶奇が入れ替わる 光路差 = 経路差 × 屈折率 ※このときかける屈折率は, 経路差が含まれる「空気の屈折 ⇔:.dm = (m-1) 2nL dm を求めよ。 の3つの場合について 薄層 (NL < NB) に反射されるので、 自由端反射 ガラス板 B ガラス板 A ガラス A(n^n) 24 y 光 OP Fdm ガラス板 B Q アルミ ガラス板 A P 薄層 アルミ (NL) ル箔 D W RE

分からない問題が多いので解説お願いします 明日テストなので早めに教えていただけると助かりますm(_ _)m

(1) 静止している人の正面前方から,960Hzの振動数のサイレンを鳴らす緊急自動車が20m/s の速さで近づいてきている。 静止している人に聞こえるサイレンの音の波長入 [m] と振動数 f [Hz] をそれぞれ求めなさい。 ただし, 音速は340m/s とする。 5. (2) 長さ0.15mの閉管の管楽器に生じる基本振動の波長[m] を求めなさい。 また,節と腹の場 所がわかるように、 右下図に基本振動の定常波を描きなさい。 (3) 音圧レベルが55dBの音の強さ 155 と, 35dBの音の強さ135の比 4. 運動エネルギーの次元を次元式の表記 [MLTY] により答えなさい。 a fi B=2 r = -2 (MaLp Th) CM'L² 7-2 光に関する以下の各問いに答えなさい｡ Iss 135 閉管の管楽器 を求めなさい。 (1) 空気中において, 屈折率 n =√3のガラス面に光が入射角 60° で進んだ場合の屈折角 [°]を求めなさい。 また, ガラス中の光の速さ v[m/s] を求めなさい。 ただし、空気中 の光速は, 真空中と同じであるとして答えなさい｡ ⑨:30°V=2.0x108 m/s (2) 屈折率 n = 1.5の液体の液面から 30cmに沈んでいる物体は,見かけ上では,液面から何 cmの深さに見えるのかを答えなさい。 (3) 可視光線よりも波長が短く振動数が大きな光の名称を答えなさい。 紫外線 (4) ある透明な液体の臨界角が45°であった。 この透明な液体の屈折率 n を求めなさい。