この問題の答えと解説を教えて頂きたいです。

1. 下図のように、充分に長い4本の導線 a, b, c, d を平 行に置く。各導線は、導線に垂直な平面上で、一辺 の長さが a [m] の正方形の頂点を通っている。 また、 各導線には、同じ向きに同じ強さの電流I [A] が流さ れている。導線dのl im] の部分に働く力Fの大き さF INを求め、向きを図示せよ。 ただし、空気の 透磁率をμ [N/A]とする。 a.6.cに流れる電売が dの部分に作るを考却! Fa d a D He a A D BO CC C B C

電磁気学の問題です。 解答と解説を教えていただけたら幸いです(-_-;)　 画像をクリックしていただけると問題1も表示されます。

問1 図1のように間隔 I=50 [mm]の平行導線に直角に磁束 密度 B-2.5 [T]の一様な磁界がある.平行導線に橋渡した 導体棒を平行導線に沿って速度 v=200 [mm/s]で走らせた ら、いくらの起電力がどの向きに生じるか? 動く導体棒 図1 問2 問題1で図1のように平行導線の一端に R=3[Q] の抵抗を 接続したら,いくらの電流がどの向きに流れるか?

流体力学の最初の最初、ラグランジュ微分のところでつまづいて困っております。 二枚目の？をつけた計算過程はどのような微分なのでしょうか？ よろしくお願いします。

の1 流れの運動学 8 1 = (u.V)u U のようにして得られた. 記号▽はナブラ (nabla) とよみ 0 鶏分(1.14) 0 マ= e』 + ey Oy 0z のように定義される演算子 (operator) であるす. ea, ey. Ez はそれぞれ』軸, 軸,2軸の正の向きに向かう単位ベクトル (unit vector) で, これらを基本ベク トル (fundamental unit vector)という。 式(1.12) の両辺を At でわって, At →0 の極限をとると,流体粒子の受け る加速度a(z,t) を求めることができ に Au a(x, t) = lim + (u-V) u(z, t) At→0 At Ot D -u(x,t) Dt となる.ただし D +u.V Ot Dt で,D/Dt をラグランジュ微分 (Lagrangian derivative),あるいは実質微 分(substantial derivative), あるいは物質微分 (material derivative) という。 Du/Dt= Ou/0t+ (u.V)uの右辺第1項は, 流体中のある点aをつぎつぎと 通過する流体粒子の速度の時間的変化の割合を表しており,局所加速度 (local acceleration) とよばれている. また第2項は,点cにある流体粒子がある瞬間 にその前後の流体粒子の速度差のために受ける速度の時間的変化割合で対流加 速度 (convective acceleration) とよばれている。 ラグランジュ微分 D/Dtは, オイラーの方法の意味で »とtの関数として表 された量,すなわち 「場の量」に対してのみ作用させることができる. なぜな ら,その定義式(1.16) の右辺は, 独立変数を αとtとするときの偏微分0/0tと ▽によって構成されているからである. aとtの任意関数 f(z,t) のラグラン ジュ微分は,式(1.15) を導いた過程から理解できるように, 流れに伴う f(x.t) の時間的変化の割合,すなわち, 流体粒子の軌跡に沿っての f(z,t) の時間的変 化の割合を表す。 十演算子▽をスカラー関数f(a)に作用させて得られるVfは, f の勾配 (gradient) とよばれ る。▽をスカラー関数に作用させたときは▽の代わりに grad という記号を使ってもよい。す なわち, ▽f=gradf. 後に述べるように, ▽をベクトルとみなしてベクトル関数に作用させ る(内積をとる)ときは, 記号 gradは使わない、ただし、式(1.13) の▽は grad を使って書 くことができる。

3枚目の(1.2.7)や(1.2.8)はどのように出てくるのでしょうか？

ホロノーム系と非ホロノーム系 拘束条件は一般に微分形で与えられる。 力学変数をa' (i=1~N) とすると, 拘束 条件は次のように表される: W。= Qai(z, t)de'+ ba(2,t)dt =D 0, (a=1~b) ここでaは拘束条件の番号を表す添字で, kは拘束条件の数である。aai と bail と時間tの関数で, aai(z,t) は aai(2', 2?, … … aN,t) の略記である. また同一項 で上付き添字と下付添字の現れる場合はその添字について和を取るものとする (和) 号とを省略).したがって, 上式ではiについて1から Nまでの和を取る。 Weのうちで独立でないものは落とし, Waはすべて独立とする.これら w。のうち で積分可能なものがあれば, その拘束条件を積分形で表す方が便利なことが多いそ こで,積分可能なものは積分し 9u(z,t) = Cu, (μ=1~m) と表そう.Cu は積分定数であり, m は積分可能な拘束条件の数である。積分可能で ない残りの拘束条件は W。 = aoi(x,t)de" + b。(x,t)dt' = 0 (0=1~k-m) となる。この場合, 力学系の拘束条件は (1.2.2) と (1.2.3) で与えられることになり, 自由度は N-kである. 3次元空間の中の n質点系の場合は,当然 3n-kとなる。 すべての拘束条件 (1.2.1) がすべて積分可能な場合,つまりk=mのとき, この糸 をホロノーム系 (holonomic system) といい, 積分不可能な拘束条件のある場合を非 ホロノーム系という。 ホロノーム系の簡単な例は, 1質点が2次元曲面上に束縛されている場合である。 例題1.1. 曲面上の運動 曲面への法線成分を n; とすると, 質点の運動は法線に垂直であるから, 拘束条件は w= n;da° = 0

3番と4番の答えと解き方を教えてください。

教えて下さい。

@ *Wx で全沖 73%箇8:11 【問 1】 熱容量 Cし, C。 が一定の理想気体を, 図のような, 2 つの断熱準静的過程と, 2つ ア の等積過程によって作られるサイクルを考える. 以下の問いに答えよ. ただしッ= デー を比熱比とする. (第2 回レポート 【問1】 も参照すること) (1) 過程Aつ B.BっつっC,CっつっD.DつA, および1サイクルでの, エントロピーの変化 量を, それぞれの状態における温度 アア4.7ぉ,7C,7p を用いて求めよ. (2)て(7) は, ガソリンエンジンを想定した以下の設定で解答せよ. ガソリンの燃焼温度を 7 = 20007C, 外気温を 7 = 27?C , 空気の定積熱容量 Cr = 1.3JK 比熱比々= 1.4, 燃焼室の容積 編 = 150 cm?, 燃焼室 排気量容積 O 1 =1500 cm3 とする. また, 過程 B つ C では, 温度 77 との熱源から, 過程 D つ A では, 温度 7記 からの熱源から熱の出入りがあるものとし, それ以外の熱源は存在しないものとする. (2) 7ぉ。 7の を求めよ. (3) 過程Bつ C での放熱量 gc, D つ A における吸熱量 Qp。 を求めよ. 3 (4) 1 サイクルでの仕事を求めよ. (5) 3300 rpm での出力を求めよ. (3300 rpm=1 分間に 3300 サイクル) グ ) ) (6) 過程BつC におけるエントロピー生成1 Sco, D つ A におけるエントロピー生成 SpA を求めよ. (7) この熱機関の作業物質と, 2つの熱源を合わせた系*? について, 1 サイクルでのエントロピー変化を求めよ.

教えて下さい！

@ *Wx で全沖 73%箇8:11 【問 1】 熱容量 Cし, C。 が一定の理想気体を, 図のような, 2 つの断熱準静的過程と, 2つ ア の等積過程によって作られるサイクルを考える. 以下の問いに答えよ. ただしッ= デー を比熱比とする. (第2 回レポート 【問1】 も参照すること) (1) 過程Aつ B.BっつっC,CっつっD.DつA, および1サイクルでの, エントロピーの変化 量を, それぞれの状態における温度 アア4.7ぉ,7C,7p を用いて求めよ. (2)て(7) は, ガソリンエンジンを想定した以下の設定で解答せよ. ガソリンの燃焼温度を 7 = 20007C, 外気温を 7 = 27?C , 空気の定積熱容量 Cr = 1.3JK 比熱比々= 1.4, 燃焼室の容積 編 = 150 cm?, 燃焼室 排気量容積 O 1 =1500 cm3 とする. また, 過程 B つ C では, 温度 77 との熱源から, 過程 D つ A では, 温度 7記 からの熱源から熱の出入りがあるものとし, それ以外の熱源は存在しないものとする. (2) 7ぉ。 7の を求めよ. (3) 過程Bつ C での放熱量 gc, D つ A における吸熱量 Qp。 を求めよ. 3 (4) 1 サイクルでの仕事を求めよ. (5) 3300 rpm での出力を求めよ. (3300 rpm=1 分間に 3300 サイクル) グ ) ) (6) 過程BつC におけるエントロピー生成1 Sco, D つ A におけるエントロピー生成 SpA を求めよ. (7) この熱機関の作業物質と, 2つの熱源を合わせた系*? について, 1 サイクルでのエントロピー変化を求めよ.

大至急教えて下さい！

ら *枯xG府4』 83%四 1:40 【問 1】 熱容量 C/, Cp が一定の理想気体を, 図のような, 2つの断熱準静的過程と, 2つ ア の等積過程によって作られるサイクルを考える. 以下の問いに答えよ. ただしッ= とと を比熱比とする. (第2回レポート【問1 】も参照すること) (1) 過程AつB.BっC.CつD,.Dつ A, および 1 サイクルでの, エントロピーの変化 量を, それぞれの状態における温度 4,7p,7C,7p を用いて求めよ. (2)(7) は, ガソリンエンジンを想定した以下の設定で解答せよ. ガソリンの燃焼温度を 7訪 = 2000?C, 外気温を 7 = 27?C , 空気の定積熱容量 Cv = 1.3 J/K 比熱比々= 1.4. 燃焼室の容積 一 150 cm燃焼室 + 排気量容積 O ゆめ = 1500 cm3 とする. また, 過程 B つ C では, 温度7テ との熱源から, 過程D つ A では, 温度 7記 からの熱源から熱の出入りがあるものとし, それ以外の熱源は存在しないものとする. (②) 75, 7の を求めよ。 (3) 過程 BつC での放熱量 Ogc, D つ A における吸熱量 Op。 を求めよ. 3 (4) 1 サイクルでの仕事を求めよ. (5) 3300 rpm での出力を求めよ. (3300 rpm=1 分間に 3300 サイクル) グ (6) 過程BつC におけるエントロ ピー生成 SgenBCy DつA におけるエントロピー生成 SgenDA を求めよ. (7) この熱機関の作業物質と, 2 つの熱源を合わせた系*? について, 1 サイクルでのエントロピー変化を求めよ.

(c)(d)(e)を教えて欲しいです

5. 断熱壁でできた体積一定の筒状容器の中に、断熱壁L をはさ んで気体 A と気体 B を充填した。壁L は、固定をはずすと動 くことができ、容器の壁との間の最大静止摩擦力は無視できる ほど小さいが、動摩擦力は有限であるとする。 断熱壁エ上 はほか と熱のやり取りをせず、体積変化もないため、その内部エネル ギーは変化しない。 はじめ、壁[は固定してあって、 気体 A が気体B より高圧だっ た。その後、壁L の固定をはずした。それから十分時間が経 つまでの間に、和気体 A がした仕事を I、、気体 B がした仕事 を Im、壁【 と容器の壁の間の摩擦のために発生した熱を Q、 気体 A, B の内部エネルギーの増加をそれぞれAO、, AO』 とす る。なお、摩擦熱 つ は、半分が気体 A に、残りの半分が気体 B に与えられたとする。また、摩擦で壁が削れる効果 (やその ための壁物質の内部エネルギーの増加) は無視できるとする。 以下の問いに答えよ。なお、例えばa. b. d, e.c のように順番 を変えて答えてもよい。 断熱壁でできた体積一定の容器 ee] ど! 固定をはずすと左右に動ける断熱壁L (a) PA, Is の符号をそれぞれ答えよ。 (b) AC、 を、 !、 と 0 を用いて表せ。 同様に、 AOs も求めよ。 17 (c) IWA| とTPG| は等しいか。 等しくない場合はどちらが大 きいか答えよ。理由 (または導出過程) も書くこと。ただ し、壁 が受ける動摩擦力は十分大きく、壁は一方向に しか動かなかったとする。 (d) AA + AO は、正、負、ゼロのいずれであるか、理由を つけて答えよ。 (e) ⑦ を、T、 と IT を用いて表せ。

(c)、(d)、(e)を教えて欲しいです。

5. 断熱壁でできた体積一定の筒状容器の中に、断熱壁[ をはさ んで気体 A と気体 B を充填した。壁L は、固定をはずすと動 くことができ、容器の壁との間の最大静止摩擦力は無視できる ほど小さいが、 動摩擦力は有限であるとする。断熱壁L はほか と熱のやり取りをせず、体積変化もないため、その内部エネル ギーは変化しない。 はじめ、壁[は固定してあって、気体 A が気体Bより高圧だっ た。その後、壁L の固定をはずした。それから十分時間が経 つまでの間に、気体 A がした仕事を IA、気体 B がした仕事 を Im、壁t と容器の壁の間の摩擦のために発生した熱を O、 気体 A、 Bの内部エネルギーの増加をそれぞれ AO。, AOs とす る。なお、摩擦熱 〈 は、半分が気体 A に、残りの半分が気体 B に与えられたとする。また、摩擦で壁が削れる効果 (やその ための壁物質の内部エネルギーの増加) は無視できるとする。 以下の問いに答えよ。なお、例えば。. b. d. e.c のように順番 を変えて答えてもよい。 断熱壁でできた体積一定の容器 ど」 固定をはずすと左右に動ける断熱壁 L (。) TPA、 TTm の符号をそれぞれ答えよ。 (b) AC、 を、 II、 と 〇 を用いて表せ。 同様に、 AOs も求めよ。 17 (c) IWA| と Is| は等しいか。等しくない場合はどちらが大 きいか答えよ。理由 (または導出過程) も書くこと。ただ し、壁Lt が受ける動摩擦力は十分大きく、壁は一方向に しか動かなかったとする。 (d) AA + As は、正、負、ゼロのいずれであるか、理由を つけて答えよ。 (e) ⑦ を、IT^A と Im を用いて表せ。