人が棒から受ける垂直抗力と、その反作用については考えなくてもよいのですか？どうしてですか？

8 力のモーメント ( すべる条件) Po 11/22 出題パターン S[m]〕 ―合力が 浮力 力のしくみ なめらかで鉛直な壁の前方6mのところから、 長さ10m 質量 M 〔kg〕 の一様なはしごが壁に 立てかけられてある。重力加速度の大きさをg 壁 〔m/s2〕 とし,床とはしごとの間の静止摩擦係数 =1/2とする。 A B 上向きの いま、このはしごを質量 5M 〔kg〕 の人が登り 始めた。この人はどこまで登りうるか。 床 解答のポイント! ST 力のつりあいの式の数) < (未知数の数) のとき, 未知数を求めるために力の モーメントのつりあいの式も必要になる。 棒の重心は、棒の中央である。 う。 解法 あいで、 図2-16のように, 人が下端から1〔m〕 ま AK で登ったとき, はしごの下端がすべる直前と N ずらす N' X て なり,摩擦力が最大静止摩擦力μN=12 N 1-SE になったと考える。 力のつりあいの式より, 5Mg 8 x: N' =1/ N Mg y: N = Mg +5Mg 立のたの Sg ここで,未知数の数はN,N', lの3つ に対し,式の数は2つしかない。 ずらす 2N 4 よって、力のモーメントのつりあいの式の 立て方3ステップに入る。た 0 B Mg 5 5Mg STEP1 支点は力の集中するB点。 図2-16 STEP2 各力の作用線に「うで」を下ろす。 STEP3 力のモーメントのつりあいの式より、各力をうでの位置までずら して,

この問題の解答を作っていただけませんか。院試の勉強に役立てるつもりです。

問題1 粒子の質量 m、ばね定数K の1次元調和振動子を考える。波動関数 y=N.exp( 26 ) yo N=exp(-1211 ) exp(61) - 2017(6) 00: = non! を考える。ここで、yは1次元調和振動子の基底状態、*およびらはフォノンの生成および消滅演 算子 z は複素定数である。 (4) (5) の解答はm、 K を用いずに、講義でも用いた実定数 1 a = V h = = ħ² (mk) = ½ 4 mo z、および、hを用いて表せ。 (1)は規格化されたエネルギー固有関数y=(6) を用いて 8 1 y = N₂Σ n=0 Vn! と表すことができることを示せ。 (2)yが演算子の固有関数であることを示せ。 さらに固有値を求めよ。 (3)が規格化されていることを示せ。 (4)yによる位置演算子の期待値x、運動量演算子のx 成分 px の期待値を求めよ。 (5)位置のゆらぎ4x=√<yl(i-xy)、および運動量のx成分のゆらぎ4p=<yl(p.-P)^v)を を求めよ。 この結果を用いて、不確定性関係が満たされていることを確認せよ。 (6) 初期条件(0)=yの場合の時間に依存したシュレディンガー方程式の時刻 t での解をy(t) と 表す。B(t)=(y(t) (1) とする。 〈4 (1) 6y(t)) をB(t) を用いて表せ。 (7) B(t)の満たす微分方程式を導出し、その一般解を求めよ。 (8)時刻tでの解y(t)による、位置、運動量のx成分の期待値を求めよ。初期状態のzは z=rexp(i0)、 ここでおよび0は実数である、で与えられるとし、期待値を、a、r、 0、 w、 t、および、hを用 いて表せ。

明日テストなのですが、模範解答を配られておらず、演習問題の答えがわかりません。あまり時間がなくて、分かる方解いていただけるとありがたいです🙇🏻‍♀️大問4.5だけで大丈夫です。

問題 動径rと偏角中を用いた3次元極座標系を考える(図1, 2). 以下の問いに答えよ. 1. 解答用紙に図2と同様の図を描き (図が混雑するので O, P, Qなどは書く必要はありませ ん),直交座標系の単位ベクトル已eyes および極座標系の単位ベクトル, き入れよ. 2. 直交座標 (x, y, z) を極座標 (r,,) を用いて表せ. を描 3. Cr, eゅをそれぞれ,y,z, を用いて表せ. また, dx, eyez をそれぞれ,,,中、ゆ を用いて表せ. 導出の過程も記すこと. 4. ベクトル量Āを直交座標系で A = Azer+ Ayey+ Azez, 極座標系で A = Arer+Apeo+ Awes と表す.このとき, Ar, Ap, Ay をそれぞれ Ar, Ay, Az,中, を用いて表せ. 導出の過程も記 すこと. 5. 前問で得られた結果において A が位置ベクトルであると仮定し(つまり Az = x, Ay = y, Az=z を代入して), 3次元極座標系において位置ベクトルが= rē, と表されること を証明せよ. ZA P y NK P=Q OP = r X 図 1 図2

問題1が解けません途中式含めて教えていただけると助かります

1.2 解の存在と一意性 3 1 1階常微分方程式 本章では微分方程式の中でも最も単純な1階常微分方程式の解き方を学ぶ、単 純とはいっても解がすぐに見つかるとは限らない。 比較的容易に解が得られる微 分方程式にはいくつかのタイプがあるので、それをみてみよう.これらの解法は 2階以上の、より複雑な微分方程式の解法の基礎でもある. §1.1 微分方程式の階数 ェを変数とする未知関数をg(x)として F(x,y,y,y',...) = 0 x, y(x), y(x) = dy dx' d²y y" (x) = dx2, から成る方程式: (1.1) を常微分方程式という. また, 導関数の微分回数を階数といい, 階導関数 y(n) = dmy/dr” が (1.1) の最高階数の導関数のとき, (1.1) をn 階常微分方 程式という. たとえば,x軸上で力f (x) を受けて運動する質量mの質点の時刻での 座標x (t) は, よく知られているように,ニュートンの運動方程式 m = f(x) dt² (1.2) に従う.これは変数がt, 未知関数がェ (t) の2階常微分方程式の例である. 他方,同じ問題を質点がポテンシャルV (x) の中を力学的エネルギーEで 運動しているとしてエネルギー保存則の立場で見ると, d²x + V (x) = E (1.3) と表される.この式に含まれる導関数はdr/dt だけなので,これは1階常 微分方程式である。 [問題1] f(x)=-dV (x)/dr として,上の2式が等価であることを示せ. ヒント:エネルギー保存則によりEは一定であることに注意し、 (1.3) の両辺を で微分してみよ。) 本章では,最も階数の低い1階常微分方程式について学ぶ。 §1.2 解の存在と一意性 微分方程式の解の存在やその一意性などというと大変難しそうに聞こえる が,これから見るように直観的にはそれほど難しいことではない. 1階常微 分方程式のもっとも一般的な形は (1.1)より F(x,y,y)=0 (1.4) と表される. これをの方程式と見なして, それについて解けるときには dy = f(x, y) dr (1.5) と表される.この微分方程式は、 図1.1に示したように,その解y (x) があ ったとして解曲線y= y (x) をry 平面上に描くと, 任意の点(x,y) でのこ の曲線の接線の傾きがf(x,y) であることを意味する. したがって,(1.5) を解いてy(x) を求めるというの は, 曲線y=y(z) 上の点(x,y) で その接線の傾きがちょうどf (x,y) に等しいものを見出すことに相当す る. このことからまた, (1.5) を幾何 学的に解く方法も考えられる. ry 平面上の任意の点(x,y) f (x,y) を計算し,その値を傾きとしてもつ y 0 接線の傾き: f(x,y) 図 1.1 y=y(x)

物理 単純梁の応力 解説等色々お願いしたいです🙇‍♀️

単純梁について,支点反力,応力および応力図を求めよ.なお,解答に単位および方向がない場 合には不正解とする. 力のつりあい条件から xx=0より -- HA = O 21-07) VA - 4.0-5.0 +VD - O - VA+VD-9.0 -0 ΣM=0より 40* 2.0 + 50×20 - VD x 60 - O 80+ 10.0-6.0 VD = 0 60VD=18.0 ND= 30-0 @EX VA +30= 90 VA = 60 これより HA=0 (KN) VA = 60 (KN) [*] V₂ = 30 (KN) [LS] B ti) AB (051²29 40 Ma A AT * VA " 60 Qx 力のつり合い条件から EX ₂ Oxy N₁₂ = 0 ΣY=0より 6.0-40-Qx=0 Qx=20 ΣM=0より -M₁+40 x1-6.0x1=0 --Mx + 40-601-0 Mx -- 20x ill) BCR (203 1540 407 ↓ 5.0 J B N1 •Nα-0 ZY=07-) 1. Qa 力のつり合い条件から 2x=0より - 4.0 - 5.0+Q₁1-0 Qx=9.0 Mx +1=N₁ HA Pal PEM=05) VA ( 6.0 4.0 (KN B 2 6.0 (m) 5.0 kN ) EX=0F) (1) cb (40 x 480) 力のつりあい条件から - Mx −50x-40x²0 Mx = -90% C Vp I\ 3.0 PAI

質問失礼します！ 量子力学の問題でこの問題解いたんですが あっているか自信なく確認してもらってもいいでしょうか？ あと、（5）がわからないので教えてもらいたいです。 お願いします！

量子力学Ⅰ 問題4 5 もないで 4-1_1) 波動 f(x,t) = ei(k-z-wt) が波動方程式 □f = ∇2f- w=w(k) を求めよ。 空気分 ・方 2) 3次元立方体 0≦x,y,z ≤Lで周期的境界条件f (x,y,z,t)=f(x+L,y,z,t) = f(x,y+ L.z,t)=f(x,y,z+ L, t) を課すとして､波数ベクトルkの満たすべき条件を求めよ。 8² = 72f-ef = 0 を満たすとき、 3) k空間の単位体積当たり基準振動 (モード) は何個存在するか? ただしんの値1つに対し して横波の2自由度がある｡ St 4) 波数kは長さ2m に入る波の個数である。 k を波長入で表し、またkを振動数 vで表せ。 5) v~v+dv の間にあるモードの個数 n (v) dv 入~入+dにあるモードの個数 n (入)d入を 求めよ。

赤線の数値ってどこから来たんですか？ 分かる人教えて欲しいです。

解答は導き方も簡単に示して下さい。 1. 真空中を振動数 v [1/s] の光子が進んでいるとき、この光子の運動量の大きさはいくらか。 ただし、プランク定数を h [Js]、 真空中の光速をc[m/s] とする。 2. 黒体放射において、 黒体の温度を上昇させた場合、 放射光のエネルギー密度のピークの波長はどうなるか。 3. 光電効果において、入射光子の強度を増加すると、 放出される光電子はどうなるか。 4. 単色のX線を炭素の結晶に照射したとき、炭素の結晶中の電子によって散乱されたX線の振動数は、散乱角が大きく なるとどうなるか。 5.à=1、β=1としたとき、 [àâ, ] を求めよ。 6. 領域 (0≦x≦ a) では質量mの粒子1個が自由に運動しているが、この領域外には出られないという1次元の量子力 学系を考える。この系の波動関数は重(z)= = Vaz sinzz) (n=1,2,3,...) で与えられる。 第2励起状態において、粒 子の存在確率が一番低い点の座標の値を求めよ。 7.3 次元の直方体の箱の中に質量mの粒子が1つ閉じ込められている量子力学系を考える。 直方体のx,y,z 方向の辺の 長さがそれぞれ2a、α、 α のとき、 基底状態、 第1励起状態、 第2励起状態はどのような量子状態か。r,y,z 方向の量 子数 nx, ny, nz, (nony,n=1,2,3,...) の組み合わせ (n, ny, nz) を用いて答えよ。 8. 原子核の質量を無限大とした近似では、水素類似原子系のエネルギー準位は、En = -Z2 Rochen と表される。ここ で､Zは原子番号、 R. はリュードベリ定数、んはプランク定数、cは真空中の光速、 n(n=1,2,3,...) は主量子数を それぞれ表している。 この近似のもとで Be + の 2p軌道から 1s 軌道へ電子が遷移した時に放出される光子の振動数は いくらか。 記号を用いて答えよ。 9. 球面調和関数 Y5, -3(0, 0) に対する軌道角運動量の大きさの2乗を表す演算子 と軌道角運動量の成分を表す演算子 の固有値を求めよ。 10. 原子軌道をラッセルーソンダースカップリングで考える。 マグネシウム原子 Mg の基底状態の配置 1s22s22p 3s2 の全 スピン角運動量量子数の値はいくらか。 また、 その値になる理由を説明せよ。 11. 原子軌道をラッセルーソンダースカップリングで考える。 ベリリウム原子 Be の励起状態の配置 1s22s 2pl の取り得る 可能な軌道すべての項の記号を書け。 12. 区間 0≦x≦ a に閉じ込められた粒子を考える。非摂動状態では、この区間内では、粒子に働くポテンシャルは0 とする。この区間内に摂動として (1) = -esin' (™z/a) (sは正の定数)が加わった場合を考える。基底状態の非摂 動波動関数は (0) = sin(πz/a) である。この状態に対するエネルギーの一次補正を求めよ。計算には積分公式 a ∫ sin(ax)dx = 誓 on sin(ar) cos(az) - do sin' (az) cos (az) +C (C は積分定数) を用いてよい。 8a 13. 水素類似原子の 2p 軌道における電子の距離の逆数の期待値 <-> 2p を求めよ。ただし、動径方向の波動関数は Z +2 1/16 (3) ²0 2√6 で表され、 Z は原子番号、 α はボーア半径を表す。 R2.1(r)= re-(Z)r 14. 授業中に紹介した20世紀以降に生まれた物理学者1名の名前 (苗字だけでよい) を示して、その人の業績を説明せよ。

機械工学科に通ってます。 流体力学についての質問です。 応用流体力学の問題なのですが、全くなに言ってるかわからないので、どなたか知っている方がいればお知恵をお借りしたいです。 全然わからないので、お助けいただけると本当に嬉しいです。よろしくお願い致します！！ ・1 ... 続きを読む

に示す4種類の容器において、 底面の栓に働く全圧力が大きい順に並べ (等号、不等号を用いて), その 理由を述べよ。 また、 各栓の面積は同一断面積 A を有するものとする. (⑥6)> (④)=(d)→(c) → (c)> (a) = (d)>cb) Ⅱ. ヘアドライヤー(図2)とホースを複数使って、 一人の人間(体重 60kg)を浮かせたい。 ヘアドライヤーは少なく とも何個必要になるか推定せよ. 1,260 =77213 lito. 通常のドライヤーの風量は 1.2m²/m 22-4 V₂ 293 373 シャルルの目より Vo - 空間分子程は8×2/+32×1/18= 空気の粘性係数を/4 Z = 温度は 14 ( 30313233-22-4 28.5L-28.8g D= cd A pu² / 2g 1.01 2442 - #9 Ⅲ. エアホッケー(図3)のパックにかかる摩擦力を推定せよ. u (x-J) ett ax word. = const zaz", + y ) N =28.5L 28.8gなので 373Kと仮定する Polaz" NIPT (a) (b) (c) (d) 図1 パスカルのパラドックス Dzmg cd A pu²/29 z mg 図2 ヘアドライヤー u² z とおくと 597 2 mg² 人間の断面を1.7×0.6×0.2 = 0,20m GAPとなる 2mg2 2×60×98 u²3 CdA² =0,4x0,2x10- =1.43x10² u≧11.94.0.02597 よってドライヤーは11.94 ミキマミチ 躰ほど必要である。 図3 エアホッケー 余白が足りない場合は、 裏面に解答可能.

機械工学科に通ってます。 流体力学の問題についての質問です‼︎ 応用流体力学の問題が全くわからないので、どなたか知っている方がいればお知恵をお借りしたいです。。 すごく、難しいと感じていて困っているので、どうか助けていただければ嬉しいです。 ・（1）　パスカルのパラ... 続きを読む

に示す4種類の容器において、 底面の栓に働く全圧力が大きい順に並べ (等号、不等号を用いて), その 理由を述べよ。 また、 各栓の面積は同一断面積 A を有するものとする. (⑥6)> (④)=(d)→(c) → (c)> (a) = (d)>cb) Ⅱ. ヘアドライヤー(図2)とホースを複数使って、 一人の人間(体重 60kg)を浮かせたい。 ヘアドライヤーは少なく とも何個必要になるか推定せよ. 1,260 =77213 lito. 通常のドライヤーの風量は 1.2m²/m 22-4 V₂ 293 373 シャルルの目より Vo - 空間分子程は8×2/+32×1/18= 空気の粘性係数を/4 Z = 温度は 14 ( 30313233-22-4 28.5L-28.8g D= cd A pu² / 2g 1.01 2442 - #9 Ⅲ. エアホッケー(図3)のパックにかかる摩擦力を推定せよ. u (x-J) ett ax word. = const zaz", + y ) N =28.5L 28.8gなので 373Kと仮定する Polaz" NIPT (a) (b) (c) (d) 図1 パスカルのパラドックス Dzmg cd A pu²/29 z mg 図2 ヘアドライヤー u² z とおくと 597 2 mg² 人間の断面を1.7×0.6×0.2 = 0,20m GAPとなる 2mg2 2×60×98 u²3 CdA² =0,4x0,2x10- =1.43x10² u≧11.94.0.02597 よってドライヤーは11.94 ミキマミチ 躰ほど必要である。 図3 エアホッケー 余白が足りない場合は、 裏面に解答可能.

答えは合ってたけど、模範解答と使った公式が全て違いました、、、。 導き方は間違ってはいませんか？

39.斜方投射● ら30°上方に初速度19.6m/sで投げた。重力カ加速度の大きさを 9.8m/s° とし,次の問いに有効数字2桁で答えよ。 (1)投げてから最高点に達するまでの時間ちは何秒か。 (2)最高点の高さHは地上何m か。 (3) 投げてから地面に達するまでの時間なは何秒か。 (4) 小球が地上に落下した点と塔の間の水平距離 1は何mか。 * 地上39.2mの高さの塔の上から,小球を水平か 19.6m/s 30° 39.2m 例題9,42