物理の力学の問題について質問です。 過去問を解きたいのですが全く答えが分からないため、解いて頂けないでしょうか？

物理学 ⅡⅠ 期末試験 問題用紙も回収します。 選択式の問題は、正しい選択肢を記号で記すこと。 記述式の 問題は､解答だけではなく、 解答に至る考え方も書くこと。 ベクトルはそれとわかる よう書くこと. ① 質量mの質点の位置ベクトルを、運動方程式を Fとする｡ (1) 質点の原点のまわりの回転の運動方程式を導出せよ。 (2) 外力Fが中心力のとき、 角運動量が保存することを示せ。 (3) 質点が (x,y) 平面内を運動する場合、 原点のまわりの角運動量を極座標 (r, Φ) を用いて表せ。 2② 軽い針金でできた一辺lの立方体の枠がある。 1つの頂点に糸をつけ、隣接す 頂点P1, P2, P3 にそれぞれ質量 mi, m2, m3 のおもりをつけて吊り下げたとこ ろ、静止した。 重力加速度ベクトルをg とし、 OP = r. (i=1,2,3) とおく。 7₁ g↓ (1) 系の重心 (質量中心) Gの位置ベクトルrc をri を用いて表せ。 (2) 重力は重心Gに働くとしてよいことを示せ。 (3) 糸の張力の大きさを求めよ。 (4) 重心G と支点は鉛直線上に並ぶことを示せ。 (5) OP が回転軸のときの慣性モーメントI を求めよ。 (6) P1P が回転軸のときの慣性モーメントⅠ'を求め よ。 3 固定軸のまわりで回転する剛体を考える。 剛体の質量をM,重心GとOとの距離をん, 剛体 の軸Oのまわりの慣性モーメントをIとする。 図 のようにx,y,z軸を取り、 剛体の運動を偏角めで 表す。 重力加速度をg とする。 x P3 Ø R 2₂ G Mg P2 P1 (1) 回転の方程式として正しいものを選べ。 do (a) IapzMgh cos o (b) latMghsin o (c) IamMgh cos o (d) apzMgh sino (2) 運動は微小振動であるとする。 周期Tとして正しいものを選べ。 Mgh (a) 2 I I 9 (b) 2 Mgh 2ヶ (c) 21 (d) 2π√√ h 9 (3) 運動は微小振動であるとする。 初期条件として、角度だけ持ち上げて静か に離した。このときの重心の運動として正しいものを選べ。 但し以下では、 は微小振動の角振動数を表す。 (a) r(t) = hoo cos(ft), y(t) = h (c) π(t)=hdo sin (St), y(t)=h (e) x(t)=hdocos (ft), y(t)=hdo sin(St) (b) x(t)=h, y(t)=hdocos (nt) (d) π(t)=h, y(t) hdo sin (St) = (4) 前間の重心運動に対応した回転軸Oに働く抗力 R = Rzex + Ryey として正 しいものを選べ。 (a) R=-Mg, Ry=MhQdocos (t) (b) R=0, Ry=MhΩ2 do sin (nt) (c) R-Mg, Ry=0 (d) R=MhQ2 do cos (St), Ry=MhΩ do sin (Qt) (5) 安定に静止した状態で、 剛体に角速度ω を与えた。 この場合の力学的エネ ルギーEの値として正しいものを選べ。 但し位置エネルギーの基準点は0と する｡ (a) E = 0 (b) E=Mgh (c) E-Mgh (d) E ==Iw (e) E ==Iw+Mgh (f)=1/2Iug-Migh (6) 前問の初期条件の下で、 剛体が1回転するために必要な角速度wo の最小値と して正しいものを選べ。 (a) 0 (b) √20 (c) 2Ω (d) 4Ω (7) 回転軸の位置、 すなわちんの値を変化 させたときの慣性モーメントIの変化を 表すグラフとして正しいものを選べ。 -h A" (b) $+) (d) ・h

量子力学の問題です。 わかる方おられませんか

2. 外部磁場中の荷電粒子の量子力学、 Landau 準位 ベクトルポテンシャル A(t,x)、 スカラーポテ ンシャル (t,x) がある3次元空間の中を質量m、 電荷eをもつ荷電粒子の運動を考える。 その運動量 をp、 位置座標をェとすると、 荷電粒子を記述するハミルトニアンは以下で与えられる。 1 H(t, z,p) = -(p- eA(t, x))² + eo(t, x) 2m (1) (1) この荷電粒子を表す波動関数を重(t,x) としたとき、 確率密度と確率の流れの密度は、ベクトルポ テンシャルがない (演習問題No.1の) 場合に対し微分∇を 「共変微分｣Dに置き換えることで 得られることが知られている。 p:=²=v*v, J:= {*D-(D)*} ここで、 2m D:= V-ie A, +∇ ･J=0が成立することを示せ。 とおいた。このとき、連続の方程式 (2) 電場E = -Vo-b と磁場 B = ∇×4が次の(ゲージ) 変換で不変であることを示せ。 at 以下電場はなく、静磁場のみがある場合を考え、磁場が向いている方向を軸とする: B = (0,0,B) Əx AA'′=A_∇入, 中→d=6+ at ここで、 入 = \(t,x) は任意のスカラー場である。 さらに荷電粒子の波動関数も同時に →=e-ie (5) と変換させた場合、 Schrodinger 方程式場=H(t,x, l∇)が変換した場に対しても同様に成 立することを示せ。 A = (0, Bx, 0) にとって、とzに依存しない波動関数 (x,y) を調べる。 (2) このとき、トの取りうる範囲を求めよ。 (3) この背景の下で縦と横の長さがLz, Ly の長方形状の十分薄い平板を0に {(x,y)|0 ≤x≤LT, 0≤y≤Ly} (7) のように置き、この平板内に束縛される荷電粒子の運動を調べる。 このとき、以下のように、ベクト ルポテンシャルを Landau ゲージ (8) (4) このことを、Schrodinger 方程式がゲージ変換のもとで共変性をもつor 共変的である、などという。 同じ量子数をもつ状態がなす部分ベクトル空間の次元のことをその状態の縮退度と呼ぶ。 (6) (3) 波動関数 (x,y)=(x)eikyのように変数分離して荷電粒子に対する時間に依存しない Schrodinger 方程式を解き、 固有関数とエネルギー固有値を全て求めよ。 ただし、演習のプリントで与えられ た特殊関数は説明なしに用いて良いものとし、 規格化も行わなくて良い。 (4) 波動関数 (x,y) は方向に周期境界条件を満たすとする。 v(x, y) = v(x,y + Ly) (5) 基底状態に対しょ軸の位置演算子の期待値 (z) をe, B,kを用いて表わせ。 また、 位置演算子の期 待値が平板内に存在する条件から、 基底状態の縮退度を求めよ。

解き方教えてください。答えは右下です。

ku² mg 2.6 初速度0で質量mの物体を落下させる. 落下中、この物体には速度の2乗に比例する抵抗力 kv²" がかかって いるとする. t秒後の速さと終端速度 vo を求めよ. in m (左) = S dh dt = mg - kn ² S_ 7 dn=-== Side mg k 2 (n-√ Xut√) Img ing = -K ( 1²-m/ ² ) 2)(√) du 2√ my ma 2-√ ht√ng √m/²2 n- en | | -mg 214--++ m. du en 12-√mo |-en/entjung ne = te 21=n+√ mg 2 mg ing :) Ep11tz ※10gで2年使えない M= t = v^² = h = 0 ± 11A= n= m te m t+c 整理すると ++2 mg =A e²√tt v= mg k 1-exp 1+exp № kg m -2₁ kg m V 物 mg k

わかる方おられないですかね。

[6] 半径 R の仮想的な星を考え、密度は中心からの動径rに関わりなく一定であるとする。 星 をつくる物質が古典的で非相対論的な理想気体の水素であるとして、 星の構造の方程式を解 き、圧力を動径の関数 P(r) として求めよ。 ただし境界条件を P(R)=0とする。 (ヒント: この場合関連するのは、 質量保存の式と運動量保存の式である。) [7] 恒星の光度Lが質量M L M4 の関係にあると仮定して､ 質量 1.4M の星と 0.70M o の星について、 輻射が最大になる波長を概算せよ。 ただし、 太陽質量 (M)の表面温度は TE = 6000K とする。 (ヒント: ヴィーンの法則を利用せよ。)

2.3.4のどれかわかるものだけでもいいので教えてください🙇‍♀️

2,0.200 mol/Lの炭酸ナトリウム水溶液 10.0mLに0.200 mol/Lの塩酸10.0mL を加えた溶液のpHを求めよ。 3、水酸化マグネシウムMg(OH)2 (分子量: 58.3) は胃酸 (希塩酸) の制酸剤として用いられる。制酸剤1錠 に含まれる水酸化マグネシウムが、 0.200 mol/Lの塩酸 36.7 mLと反応するとき、 制酸剤1錠中の水酸化マグ ネシウムの質量を求めよ。 4 純度不明の水酸化ナトリウム 4.24gを水 100mLに溶かした溶液10.0mL を 0.100 mol/L 塩酸で中和し たところ 90.1mL を要した。 水酸化ナトリウムの純度を求めよ。 水分以外の不純物は無いとする。

こちらの問題の質量百分率、モル分率、モル濃度、重量モル濃度の解き方を教えて下さい。 1度自分で解いたのですが、合っているか不安なので。

15vol%のエタノール水溶液の濃度を (a) 質量百分率 wt% (b) モル分率 XB (C) モル濃度 (d) 重量モル濃度 mBとして求めよ。 この条件におけるエタノール、水およびこの溶液の密度は、それぞれ 0.7947, 0.9991 および 0.9867gcmである。 エタノールと水の分子量は、それぞれ 46.07 18.02 とする。 ヒント: 15vol%は、15cm²のエタノールと85cmの水を混合したものとして考える。 1. TA rokas

この問題のマーカーより上は理解できたのですがマーカーから下がなぜそのような式になるのかわかりません｡教えててください🙇‍♀️

1 水銀柱 に相当 と表し D じ # 62 (1) 6.5×10 Pa (2) ①1.4×10-mol ② 1.5×102mol ※① 解説 (1) メタン (分子量16), 空気 (平均分子量 28.8) はそれぞれ 0.32 16 =0.020 (mol), 空気: -=0.40(mol) 空気の体積比はO220%, N2 80%であるから, O2 は 0.080mol, N2 は 0.32molo CH + 2O2 → 0.080 -0.040 0.040 11.52 28.8 CO2 + 2H2O 0 0 +0.020 +0.040 0.020 燃焼前 0.020 変化量 0.020 燃焼後 0 気体の総物質量は 0.040+0.020 +0.040+0.32=0.42(mol) pV=nRT より, px ( 2.00+30.0) = 0.42×8.31×10°× ( 327+273) 2.00 30.0 67+273 17+273 p = 6.5×10^(Pa) (2) H2O 以外の気体は変化しないので, H2O0.040mol についてのみ考 える。 AとB内の H2O の分圧 PH2O は等しく, A内とB内の H2O *24 (気体) の物質量をそれぞれ na, NB (mol) とすると, 物質量の比は次 のようになる。 : N2 0.32 (mol) 0 (mol) 0.040 0.32 (mol) ≒1.5×10 (mol) na: NB= =29:510 (i) A内とB内ともにH2Oがすべて気体として存在すると仮定する と A内の H2Oの分圧 DA は, pax 2.00=0.040x 24 px = 3.04×103 (Pa) B内の H2O の分圧も同じ圧力になるが, 17℃の飽和水蒸気圧 29 29+510 - ×8.31 ×103 × ( 67+273 ) (1.94×10 Pa) を超えるので, 仮定は矛盾している。 B内では液 体の水が存在する。 (ii) A内はすべて気体, B内は気液平衡の状態と仮定すると, B内は 17℃の飽和水蒸気圧で, A内のH2Oの分圧も同じ蒸気圧である。 67℃の飽和水蒸気圧 (2.70×10' Pa) を超えないので, A内はすべ て気体で存在する。 仮定は正しい。 1.94×10²×2.00=nx 8.31×103 × ( 67 +273) na=1.37…×10㎡≒1.4×10-3 (mol) 1510 nB = 1.37×10-3× -=2.40...×102 (mol) 29 液体として存在する水の物質量 n は , n=0.040-na-nB=0.040-1.37×10--2.40×10-2 空気は O2 (分子 (分子量28) が 20 の混合気体で. 分子量 (平均分 32x 20 100 =28.8 n= ・+28× A内とB内に不 ついて DV=nRT RT 気体の物質量 し, Tに反比

(4)以外の問題の解き方を教えて欲しいです！ 計算途中もあると、とても助かります🙇‍♂️

令和5年11月21日 (火) 3限実施 ※原子量 H=1.0、C=12、O=16、S=32 標準状態における気体の体積 22.4 L/mol 63 10 各問いに答えよ。 69 (1) 標準状態で、 マグネシウムMg に十分な量の塩酸 HCI を加えたところ、 A [L] の水素H2 が発生した。 マグネシウムのモル質量をB [g/mol] として、反応したマグネシウムの質量 〔g〕 をA、 B を用いて表せ。 HiSou=69 (2) 質量パーセント濃度が98%の濃硫酸を希釈して 0.20mol/Lの希硫酸100mL を調製する とき、必要な濃硫酸の質量は何gか。 有効数字2桁で答えよ。 (3) 以下に示すシュウ酸と過マンガン酸カリウムの反応において、 下線を付した原子のうち、 酸化数の変化が最も大きいものを元素記号で答え、 その酸化数の変化を-7→+7 のよう に答えよ。 5H2C2O4 + 2KMnO4 + 2H2SO4→2MnSO4 + K2SO4 + 10CO2 + 8H2O (4) グルコース C6H12O6 などを原料とする発酵法によりエタノールC2H6O が製造される。 ① 発酵法を表す次の化学反応式の空欄に適する係数を入れよ。 ただし、 係数が1の場合も 省略しないものとする。 ( ) C6H12O6 → (2) C2H6O + (2) CO2 ② 発酵法でグルコースからエタノールを製造する場合､ 理論上グルコース 8.0kg から得 られるエタノールの質量は何kg か｡ 有効数字2桁で答えよ。

この問題の(2)が分からないです。物理全然わかんない人でも分かるぐらいめちゃくちゃ詳しく教えて欲しいです。よろしくお願いいたします🙏

68. 弾性力と垂直抗力 図のように, ばねの一端を 内壁がなめらかな箱の中につけ, 他端におもりをつ ける。 箱を水平に固定した状態で, おもりを10N の力で水平に引いたところ, ばねが10cm 伸びた。 重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1) ばねのばね定数を求めよ。 (2) 箱の左側をもってゆっくり傾けると, ばねはしだいに伸び, 30°傾けたとき,伸び が 49cm となって, おもりは箱の内壁にちょうど接した。 おもりの質量を求めよ。 (3) 箱を鉛直に立てたとき, おもりが内壁から受ける垂直抗力の大きさを求めよ。 ヒント (3) おもりは重力, 弾性力,垂直抗力の3つの力を受けており,それらはつりあっている。 例題8 -00000000円 内壁 K- - 49cm→

酢酸（分子量=60）緩衝液1L作る目的で任意の酢酸を量りとった。pH4.56になるように1M 水酸化ナトリウム溶液を添加したところ、20mL加えたときにpH4.56になった。最初に加えた酢酸の質量は？ 上記の問題の解説と答えが知りたいです。 分析化学の問題です。よろしくお... 続きを読む