107番についてです (2)まで正解です (3)以降で自分が書いてることのうち何を間違えているのか指摘してほしいです 習っている先生が合成容量を使わない方針なので、その方針で指摘していただけると助かります

72 た。極板間の電場,電位差,静電エネルギーはそれぞれ何倍になるか。 (センター試験 + 福岡大) XX (4)(3)に続いて、極板と同形で厚さd.比誘電率2の誘電体を極板間に 入れた。 極板間の電位差 V, を Vo で表せ。X 3/16 100 間隔 だけ離れた極板 A,Bからなる電気容 4305/1 量Cの平行板コンデンサー, 起電力 V の電池と スイッチSからなる図1のような回路がある。 まず, スイッチSを閉じた。 A V B 図1 ○○(1) コンデンサーに蓄えられた電気量はいくらか。 (2) このときの極板Aから極板Bまでの電位の 次に,スイッチSは閉じたまま、厚さの金 属板Pを図2のように極板 A, B に平行に極板 間の中央に挿入した。 A V P B 図2 変化の様子を極板Aからの距離を横軸としてグラフに描け。 (3)また,このとき極板Aに蓄えられた電気量はいくらか。 (4)さらに,スイッチSを開いた後,金属板Pを取り去った。このと きの極板間の電位差 V' ばいくらか。 メト (5) Pを取り去るときに外力のした仕事 Wはいくらか。 6/19 X(3) C, にかかる電圧はいくらか。 _X (4) C2 に蓄えられる電気量はいくらか。 × (5) 抵抗Rで発生したジュール熱はいくらか。 108 起電力が V で内部抵抗の無視できる電池 E, 電気容量がCの平行板コンデンサーC, 抵抗値Rの抵抗R, およびスイッチSを接続 した回路がある。 G点は接地されており,そ の電位は0である。 はじめSは開いており, コンデンサーに電荷は蓄えられていない。 E 電磁気 73 (京都産大) R (a) まずSを閉じ, Cを充電する。 Sを閉じた瞬間に抵抗Rを流れる 電流は(1)である。 (b)Sを閉じてから十分に時間がたったとき,Cに蓄えられている静電 エネルギーは (2) である。またこの充電の過程で電池がした仕事 は(3)であり、抵抗Rで発生したジュール熱は(4)である。 (c)次に(b)の状態からSを開いた。最初Cの極板間隔はdであったが、 極板を平行に保ったままゆっくりと2dに広げた。このときA点の である。 また極板を広げるのに必要な仕事は(6) とされる。 電位は (5) であり,極板間に働く静電気力の大きさ(一定と考えてよい)は (7) (近畿大 + 防衛大) (愛知工大 + 静岡大) R S2 109 極板 A,Bからなるコンデンサーがあり [電荷 Q [C] が充電されている。 極板は一辺の長 さが〔m〕の正方形で,極板間隔はd[m] であ ある。 極板間は真空で, 電場 (電界) は一様とし、 真空の誘電率を co〔F/m〕 とする。 [+] [Q] -Q 図 1 +Q A 107 図はコンデンサー Ci, C2, C3 (電気 容量はそれぞれ C, 2C,3C) 電池 (起 電力V) およびスイッチ S. S2と抵抗R からなる回路である。 最初, スイッチは どちらも開いており、いずれのコンデン サーにも電荷はない。 I. まず, スイッチを閉じ, C, と C2 とを充電した。 _ (1) C, に蓄えられる電気量はいくらか。 (2) C2 にかかる電圧はいくらか。 Ⅱ.次にS」を開いてから,S2を閉じ、十分に時間がたった。 A,B間に, 図2のように誘電体を挿入する。 誘電体は一辺1 [m] の正方形で,厚さd[m] 比誘電率 e, である。 誘電体をx [m]だけ挿入し たとき, 誘電体部分の電気容量は (1) (F) であり,真空部分の電気容量は (2) [F]だ から,全体での電気容量は(3) [F] となる。 x -Q 図2 2.

てこについてです。 分からないので8問全て、求め方を教えてください。 解答は ①50 ②200 ③50 ④400 ⑤450 ⑥100 ⑦90 ⑧200 となっています。

ただし,棒やひもの重さは無視できるものとする。 とと下のかはつり写う o?フテスト 100N の 100 100N )N F ( 50 )N )N 4 200N (400 )N 200N )N 150N 150N )N 60N )N 100N 100N C8

物理の振り子の問題ですが、1-1と1-2と1-3がわかりません。教えていただけたらとても幸いです。

測定結果 単振り子による重力加速度の測定(振り子の長さ:57.96cm) 【測定1) 周期 T(秒) 1.54 1.53 1.53 1.53 1.54 1.54 1.53 1.53 1.52 1.53 次に振り子の長さを変えて測定した。 【測定2】振り子の長さ 63.66 cm 【測定 3】 振り子の長さ:112.56 cm 周期 T(秒) 1.68 1.69 周期 T(秒) 2.13 2.12 1.69 1.69 2.13 2.13 1.68 1.68 2.13 2.13 1.69 1.69 2.14 2.13 1.66 1.67 2.12 2.14 1-1. 振り子の長さを3通りに変えた場合の周期の平均値を求めよ。 測定1 測定2 測定3 1-2. 求めた周期の平均値を用いて下記の式から重力加速度を求めなさい。 T= 2π 測定1 測定2 測定3 1-3.3つの測定値の平均値を求めよ。 g= ロ

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。

マーカーと矢印のところがわかりません、教えてください http://www.yam-web.net/science-note/AM.pdf

導出2 http://hep1.c.u-tokyo.ac.jp/-kazama/QFT/qh4slide.pdf 「量子力学/場の量子論 /Noether の定理」参照 SL Lagrange 微分: を次のように定義する。 SL Te (6,4) OL 8p SL OL 三 p OL 場の運動方程式: =0 次の無限小変換を考える。 x→x'=x+4x (x→x=x"+ Ax") p(x) → p(x) = ¢(x) + 4¢(x) 4は total change(¢(x) からの差分)を表す。 また、中(x)は、(x)= ¢(x) + Ax" 6,¢(x) でもある。 中(x) は場を少しだけ変形したもの、次の項は位置を少しだけずらしたときの差分。つまり、場の形の微小変 化による差分+位置の微小ずらしによる差分= total change となる。 Lie 変分:同一座標点での場の形の変化を Lie 変分と呼びるで表す。 るp(x) = ¢(x) - (x) 上の中(x)に関する2つの式より、 Sp(x) = ¢(x) - (x) = 4¢(x) - Ax" o,¢(x) すなわち total change 4¢(x) は、A¢(x) = ō¢(x) + Ax" o,¢(x) となる。 (x地点では、ふ(x)= ¢(x') - ¢(x') ) 作用S=Jd'xL(¢x), a,4(x))の変化を求める。 S'=[dx L(¢), 6.f(ax)) まず場の変化をx'での Lie 変分で書き表す。すなわちゅ(x) = ¢(x) + 5p(x) 等々。 すると、微小量の一次のオーダーまでとって S'=[dxL(ec). 6,4)+Jd'x( + L -6,54) 第1項をxでの表式に書き換えると、 Ja'r La) =[dxL) d'x=dx =Jdx(L) + Ax" 6,1 ) ヤコビアンは次のように計算される。行列 MをM,= 0, Ax° と定義すると、 TOPページ(総合目次)へ 全文検索は Ctrl+F 11 = detl1 +MI = expTrln(1 + M) ~expTrM~ 1+ 6Ax" OL S'=Jd'x(1+ 0Ax°)(L+ Ax" 0,L + 6,6) ("e)e - 5p T9 この一次近似は、 SL L L -Sp+ 6(- SL 三 6¢ OL =[dx{L+6.(ax" L) + - るみ)} a(6,4) 0.4) =Jdx{L+ + T2 p+ Ax" L)} (0,p) 8p S-S=[dx +s T9 るp+ Ax" L)} - Ja'xL=S 8p (e)e、 =Jdx{e"+ SL ここでは、デ= OL - み+ Ax" L 6,4) SL ゅ= 0 8p 8L L T9 場の運動方程式 8p =0より、 " a(6,4) L L るp+ Ax" Lとしたが、j"= - a(0,4) - 5ゅ - Ax" Lとおいてもよい。) 6j"= 0 (j"=

mAとAがなぜこの向きになるのかがわかりません。教えてください。どこからAが→ということが読み取れるのでしょうか。

108. 慣性力@ 図のように, なめらかな水平面上に. 傾角 9の斜面をもつ台(質量7)がある。 斜面はなめらか であるとし, 重力加速度の大きさをgo とする。台の上端に 三 質量7z の小物体を静かにのせたところ, 台は回転せずに 水 平方向にすべりだした。このときの台の加速度の大きさを 人4として, 次の問いに答えよ。 ング ) 小物体が斜面から受ける垂直抗力の大きさWを 7z, 9, の 4で表せ。 NN) ( (3 ( ( の, 7 のの中から必要な文字を (1) ) 台に固定された座標系から観測した小物体の加速 ) 台についての水平方向の運動方程式を用 ) (1 ) 5) 小物体がこの斜面を距離 7 だけ 4) (1), (3)の結果を用いて, 4 を, 9, の で表せ。 すべり下りる間に, いて表せ。 台が移動した距離 〔大同] WY 度の大きさ2をの9, の 4 で表せ。 いて, 4 をの /李、 で表せ。 AKG / // [大 改] 了y154

加速度Ａがなぜ右向きだと分かるのですか？

ンコ 時 ES 電車内か ら見た小球の 168. 條仁カ@ 区 のように, なめらかな水平 傾角のの斜 であるとし, 重力加 をもつ公(質量47)がある。斜 度の大ききさをりとする。 台の上端に も 質量 の小物体を静かにのせたところ, 台は回転せずに水 平方向にすべりだした。このときの台の加速 1 して, 次の問い! 1) 小物体が斜面から受ける垂直 し に固定された座標系から観測した小】 (3) 台についての水平方向の運動方程式を (4) 1) (3)の結果を MSG 222287770000有0 ) (5) 小物体がこの斜直 を距離 7 だけすべり ] の 2, のの中から必要な文字を 運動の周期 7 を求めよ。 18 東京都市大 改] 関 Xe いて表せ。 はなめらか 度の大ききを 物体の加速 2 聞力の夫きさるWを 娘。 9 の んで表せ。 8のISSOの。 4 で表せ 。 SeのVC 寺せ 。 7 で表せ。 Fりる間に, 人台が移動した距離を, 村, 娘, 【大同] y 149,153,156,157 222 5 [大 改) 匠154 166.(2) 点Tで生 167.(2) 小球は見かけの 168. (2) 台に固 E直抗力を受けていれば(W=0), 点Tを通過できる。 力と張力の合力を向心力として等速円運動している。 定された座標系での運動方程式を考える。

物理のベクトルの積分についてです。 1枚目の写真までは分かるのですが、 2枚目の写真は どういった計算を行っているのでしょうか。 ちなみに私は3枚目の写真のように考えました。

質量 , の質点が力 ア を受けて3 次元空間内を 運動している 場合を考えま しょう。カ ア が何でも良いとしてしまうと話が難しくなるので, ここではカ 7 は保存力であると仮定します。 従ってポテンシャルエネルギー (7) を使って (7) = ーVレ(7) (2.152) と表すことができます。 このとき質点の運動方程式は次式となります。 の 名 ーVソ(7) (2.153) この式の両辺と ゎる との内積を 作り 7 = 0 から 7まで積分します。 / wー・ ・の の -/ (ve): (2.154)

iSpartanでフェノールの軌道エネルギーを計算したのですが、この画像にあるHOMO, LUMO,その他の時の赤と青は何を表しているのですか？ 軌道が何かはわかりますが、これが軌道と言われてもよくわかりませんでした。

Lumo HONO (03 2 3 ) 4BJaua rearqdo