この問題がわからないため、解説と解答をよろしくお願いします！！！

4. 平面上の質量 m の質点が原点からの変位に比例する復元力Ē= (-kx,-ky)を受けて原 点のまわりを運動している。 以下の問に答えよ。 (1) 質点の運動方程式を成分ごとに表示せよ。(運動方程式の成分と成分を記す) 1 (2)この力は、ポテンシャル U (x,y)=1/2k(x2+2)を持つ保存力である。保存力とポテンシャ ルの間に成り立つ関係式を確認せよ。 1 (3)このとき、全エネルギー: /mo2+U(x,y) は時間によらない。これを第10回演習問題 5. の (3) にならい示せ。ここで、は+cである。

この問題がわからないため、解説と解答をよろしくお願いします！！！

(2,5) 3. 二次元平面上を動く質点が、 位置 (x,y) で力 F=ai + bj (a,bは定数) (2) (1) を受けるものとする。 0 X (-1,-1) (2,-1) (1)質点を (-1,-1) から (2,1) までy=-1の直線上を移動させるとき、この力がした仕事 W1 を求めよ。 次に (2,5) までx=2の直線に沿って移動させるとき、この力がした仕事 W2 を求めよ。 (2) 質点を(-1,-1) から点 (2,5) まで =2+1の直線上を移動させるとき、この力がした 仕事 W を求めよ。 小間 (1) でもとめた Wi、W2 とWの間にはどのような関係があるか。 (3) 実はこの力は保存力なので、 小間 (2) で求めた仕事は位置 (x,y) によって決まる関数 U (x,y) (ポテンシャル/位置エネルギー) が存在し、 その差として求めることができる。 どのよう な関数の差として表せるか。 (4) 前間で求めたポテンシャルU(x,y) を用いて、 質点を (-1, -1) から (5,5) まで移動させる ときこの力がした仕事を求めよ。

この問題がわからないため、解説と解答をよろしくお願いします！！！！

2. 二次元平面の場合、 力 Fが保存力なら対応するポテンシャルU (x,y) が存在し、テキストの (4.43) と類似の関係式、 F=- = -a i+ au au ax が成り立つ。 ポテンシャルが以下の形のとき対応する保存力を求めよ。 (a) U(x,y)= 5x-2y (b) U(x,y) = 5xy (c) U(x,y)=(r=√x2 + 12 ) r

斜方投射の問題です。高校の時に習いましたが、解き方が曖昧で式が合ってるか不安です。誰か解いてもらって答え合わせしたいです。よろしくお願いします。

図のように,質量mの質点を時刻t=0に仰角で原点から斜方投射する (0 < 0 ) ただ しここで初速度をことし,その大きさを v = |o| とする. また, 重力加速度をg とする. 以下 の問いに答えよ. 2, 3, 4 については導出の過程も記すこと. 1. 質点が従う運動方程式を書け. 2. 運動方程式を解くことで時刻 t における質点の位置を求めよ. 3. 時刻における質点の運動エネルギーを求めよ. 4. 小間 2,3の結果をもとに質点が持つ力学的エネルギーを計算し, これが時刻によらない (つまり保存する)ことを示せ. y x 図

万有引力に対するポテンシャルエネルギーはどうやって求めればいいのでしょうか？？

問題1 万有引力は保存力である. 質量 M の質点を原点に固定したとき, 原点から距離だけ離れた 場所にある質量mの質点が受ける万有引力を考える. 無限遠方を基準としたとき, 万有引力に 対応するポテンシャルエネルギーを求めよ. ただし万有引力定数をGとする. なお導出の過程 も記すこと.

丸がついてる部分宿題で教科みてもよく分からい状態です…。教えてください

[リード C 次の図の (ア)~(エ)は, 免疫にかかわる細胞を模式的に示したもので 109. 免疫にかかわる細胞 ある。また、 以下の文章は、 をそれぞれ答えよ。 ただし、図に示した細胞の相対的な大きさは無視してよい。 (ア)~(エ)の細胞の名称 細胞(ア)~(エ)の特徴について述べたものである。 (ア)にはT細胞やB細胞などといった適応免疫にかかわる細胞や, NK細胞のように自然免疫 にかかわる細胞などがある。 (イ), (ウ), (エ)は食作用を行う食細胞である。 (ウ)や(エ)は異物を認識する とその異物を取りこんで分解し、 一部を細胞の表面に提示する抗原提示を行う。 キラーT細胞 に攻撃されて死んだ感染細胞や, 抗体が結合して無毒化された異物は、(ウ)の食作用によって処理 される。 (ア (1) (ウ) (ア) [ (ウ)[ 〕 (イ)[ 〕 (エ)[ マクロファージ 110.免疫記憶 次の文章を読み, 以下の問いに答えよ。 適応免疫で増殖したリンパ球の一部は ( ① )として保存され, 同じ抗原が再び体内に侵入す ると,速やかに増殖する。このようなしくみを( ② )という。 初めて抗原が侵入したときの免 疫反応を(③), 同じ抗原が再び侵入したときに ( ① )が引き起こす免疫反応を ( 4 ) と いい,(③)に比べて短い時間で発動する。 [リード C て認識され、攻撃されたことが原因である。 マウスBの皮膚を攻撃した細胞の名称を答えよ。 [ ] (2) 2回目の移植はどのような結果になると考えられるか。 (ア)~(エ)から最も適切なものを選べ。 (ア) 移植したマウスBの皮膚は脱落しない。 (イ) 移植から10日で, マウスBの皮膚が脱落する。 (ウ) 移植から10日よりも早く, マウスBの皮膚が脱落する。 (エ) 移植から10日よりも遅く, マウスBの皮膚が脱落する。 112.免疫と病気 次の文章を読み, 以下の問いに答えよ。 ] 免疫はわたしたちの健康と大きくかかわっている。 免疫が過剰にはたらいて, からだに不都合 な症状が現れることを( ① )という。 花粉症なども ( ① )の一種であることが知られている。 ( ① )の原因となる物質を(②)という。また, 免疫は自己の正常な細胞を攻撃してしまう ことがある。 この疾患を(③)という。 (1) 文章中の空欄に当てはまる語句を答えよ。 D[ ]②[ (2) ③の例として正しいものを(ア)~(エ)からすべて選べ (ア) Ⅰ型糖尿病 (イ) 鎌状赤血球貧血症 (ウ) 関節リウマチ (エ) インフルエンザ ]③ ] ] (3) 免疫のはたらきが低下する病気として, エイズがある。 エイズについて説明した (ア)~(エ)につ いて正しい場合は○を, 誤っている場合は×を答えよ。 (1) 文章中の空欄に当てはまる語句を答えよ。 DI ③[ (2) 右図は, マウスに1回目として物質Aを注射した後, マウスが生産する抗体量の変化を示したものである。 次の①、②の場合, 抗体産生量はどのようになるか。 それぞれグラフ中の(ア)~(ウ)から選べ。 100 産10 ① 2回目として物質 Aを注射した場合, 物質Aに対し て産生される抗体量。 [1] ② 2回目として物質Bを注射した場合, 物質 B に対 して産生される抗体量。 [ア] 1回目の注射 (物質A) 抗体産生量(相対値) 111.適応免疫と皮膚移植 次の文章を読み, 以 下の問いに答えよ。 右図のように, あるマウスAに, 形質の異なる マウスBの皮膚を移植すると, 移植した皮膚は10 日後に脱落した。 その1か月後, 同じマウスAに, 再びマウス B の皮膚を移植した。 マウス A, (1)1回目の移植で皮膚が脱落したのは, 移植した マウスBの皮膚が, マウスAの体内で異物とし ]②[ ] ④[ 2回目の注射 (物質Aまたは物質B ] (ア) エイズの原因となる HIV は, ヘルパーT細胞に感染する。 (イ) エイズの原因となる HIV は, 細菌の一種である。 (ウ) エイズにかかると, 免疫の過剰反応が起きる。 (エ) エイズにかかった状態では, 日和見感染が起こりやすい。 ・ア [ [ ] 113. 免疫と医療 免疫のはたらきは,医療にも応用されている。 これに関連した次の文章を 読み, 以下の問いに答えよ。 免疫のはたらきを医療に応用した例として, 予防接種と血清療法が知られている。 予防接種は, 抗体をつくる能力を人工的に高めるものである。 一方, 血清療法は, 毒に対する抗体を含む血清 を注射する治療方法である。 (1) 予防接種と血清療法に関する次の記述(ア)~(オ)のうち、正しいものをすべて選べ。 (ア) 血清療法では, 毒素に対する抗体を,あらかじめウマなどの動物につくらせて使用する。 (イ) 予防接種では, 毒素に対する抗体を注射する。 (ウ) インフルエンザの予防接種は、はしかの予防にも効果がある。 (エ) 血清療法と予防接種は, どちらも適応免疫を応用したものである。 (オ)予防接種は,破傷風やヘビ毒の治療に用いられる。 →? (2) 予防接種の際に接種するものを何というか。 0 10 20 30 40 50 60 日数 ▷p.61 例題 マウスB 皮膚 皮膚 10日間 脱落 1回目の移植 1か月間 2回目の移植

この黄色いところの計算の仕方を教えて頂きたいです。至急です。

37 物体 A の速さ 10m/s, tan : 0.75 解説 物体A. B, C の質量を ma〔kg〕 mg[kg〕, mc〔kg〕 速度を A [m/s], vp[m/s] [m/s] とすると, 運動量保存の法則より、 mAVA=mBUB+mcvc が成り立つ。この関係をベクトルで考える と、 右図のようになるので. MAUA=√(mBUB)2+(mcvc)2 5.0 = √(3.0×10)2 + (2.0×20)2 ゆえに 10[m/s] MBVB 3.0×10 tan = = mcvc 2.0×20 =0.75

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

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。)