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物理 大学生・専門学校生・社会人

物理です. 2番と4番を教えてください。 よろしくお願いします

応用物理II R4:課題1(担当:挽野真一) 間1 図1に示したように、バネ定数kの2つのパネ につながれた質量 m のおもりが床と接している場 合を考える。おもりがつり合いの位置から x だけ ずれたとする。原点0をつり合いの位置とすると 点0からxだけずれたとき、おもりと床との間の 摩擦力を無視するとして以下の問いに答えよ。 imm X 0 図1 バネ定数 kの2つのパネに質量 mのおも りがついている。. (1) おもりの運動方程式を立てよ。 (2) (1)の運動方程式の一般解を求めよ。 (3) 初期条件として、時刻1=0 のとき、x(0) = 0, dx =%を満たす解を求めよ。 問2 図のように、パネ定数kのバネに質量 m のおもりをつけた。バネが つり合いの位置にあるとき、おもりの位置は yo であった。おもりの位 置がyになるまで下に引っ張って、おもりを静かに放した。以下の問い に答えよ。ただし、重力加速度をg、空気抵抗は無視できるものとする。 (1) おもりの運動方程式を立てよ。 (2) (1)で立てた運動方程式の一般解を求めよ。 (3) おもりの速度がゼロとなる時刻を求めよ。 Yo y 問3 直線状に2つの同じ原子が結合している水素 H2 分子の振動現象を考える。ここでは、簡単のた め原子間の結合はバネ定数kのバネで結合されているとし、水素の質量を m として以下の問いに 答えよ。重力の影響は無視してよい。 (1) 図に示すように各原子が変位しているとして、各原子の運動方程式を立てよ。 (2) (1)で立てた運動方程式から分子の角振動数を求めよ。ただし、分子の重心は静止しているとし てよい。ヒント:原子間の相対運動を記述する運動方程 式に変形すると単振動の式と同じになる。 (3) エネルギー等分配則によって、温度 T の熱エネルギ ーkT/2 が振動のエネルギーになっているとして、その時 の振幅を求めよ。 水素 水素 imó X。 図、水素分子の古典モデル。 間4 質量mの質点がx軸方向に保存力Fを受けて運動するとき、質点の運動方程式は mx= F と与えられる。この運動方程式から力学的エネルギーが保存することを示せ。 00 m

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工学 大学生・専門学校生・社会人

電子回路学の問題です。解答を教えていただきたいです。

図1の(a)は, FET を用いた CR 結合の二段の低周波増幅回路である。ソースに入っている レコンデンサーは, 交流的には短絡と考えて良いとすれば、この回路の等価回路は(b)のよ たる。使用した FETのEmを2ミリジーメンス,ドレイン抵抗 r。を1メグオームとする。 * EETの入力インピーダンスは十分大きいので、 図の抵抗 Rの値は(1 ) キロオームと て良い。この回路を,低成,中域,および高域周波数に分けて考えると,そのうち(2) レ( 3 ) 域では図中のコンテデンサーのインピーダンスは十分小さいので, 等価電流源の負 花としては,( 4 ) キロオームの抵抗のみと考えて良い。このことから、図のように,入力に 抵幅1ミリボルトの電圧 みが加わったとき,中央の の振幅は( 5 ) ポルトとなる。まった く同様に考えれば,一段の増幅器を経た出力電圧は(6 )ポルトとなるから、この回路の利 得は約( 7 ) デシベルである。 一方低域では, コンデンサーのインピーダンスが無視できなくなり,低域遮断周波数である トW- 10K 1u 10K 1μ = 義 の の Rミ| 02 (8)ヘルツでは、中域利得に対して,利得が( 9 )デシベル低下する。全体が二段増幅命 となっていることに注意すれば,それより十分低い周波数では,周波数が半分になると、や が(10 )デシベル低下する特性となっている。 (2図2は、 演算増幅器 (オペアンプ)を用 JS0 た反転増幅回路である、 この回路の利得は、 1K 100K る。アースに対する図中のa点 a Ww -Mw 100K WWw

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