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物理 大学生・専門学校生・社会人

これが全く分からないのですが教えていただけないでしょうか

問題:ロケットは、燃料を燃やしてできる燃焼ガスを高速度で噴射しながら加速する。 この加速の仕組み ロケットを本体と燃料からなる質点系として考えてみよう。ロケットは連続的に燃焼ガスを噴出して飛行 るが、ここでは初め At の間にどれだけ物理量が変化するか離散的に考え、後で連続極限 At →0 を取 ことにする。また、ロケットは直線的に運動しているとして1次元的に扱い、 ベクトル表記はしなくても良い 時刻[s]において質量 m(t) [kg] で速度 v(t) [m/s] で飛行しているロケットが、 「単位時間あたり質 b>0[kg/s] の一定の割合」で燃焼ガスを後方に「一定の大きさVの相対速度」で噴射しているとする。 ここでVはロケットと燃焼ガスの相対速度の大きさであり、ロケットの進行方向を正の方向とした時、 焼ガスの速度はv(t) -V で表すことができる。 短い時間 At の間にロケットは質量 bAt の燃焼ガスを後方に噴射しているので、 時刻t+ Atにはロ ケットの質量はm(t+ At) =D m(t) + Amになり(ただし燃焼ガスを噴射するので Am = -bAt < 0)、ロ ケットの速度は v(t+ At) =D v(t) + Avになるとする。 (注:この問題ではロケットは宇宙空間を飛んでいるとし、地表で働く一様な重力は考えなくて良い。) (1)燃料の噴射前後(時刻とt+ At の間)でこの質点系の運動量が保存することを式で表そう。 エンジンの中で 噴射するガスの 反作用で加速 燃料を燃やしてできる 燃焼ガスを噴射 物理学I(精機)第12回 レポート問題 1 問題(つづぎ): (2)(1)で得られた式に対し、 Amと Av は小さい量なので、 その積 AmAv = 0 という近似を用いることで、 m(t)Av + VAm%3D0 の関係が得られることを示せ。 (3) At の時間が経つ間のロケットの質量の変化は Am でのロケットの質量の平均の変化率は ーbAt <0 で与えられることから、 At の時間内 Am =DーDD<0 At と表現される。At →0 の極限を取ることでロケットの質量の変化を表す微分方程式を導け。 そして、 初期条件としてt3D0[s] でm(0) =D mo [kg] を与えることで、 初期条件を満たす特解 m(t) を求めよ。 ただし、この問題で扱う時間の範囲内ではロケットは内部の燃料を全て噴出するほど時間は経ってい ないとする。 (4)(2)で示した式を At で割って At → 0 の極限を取ることで、 速度vの変化を表す微分方程式を求めよ。 (5) ロケットがt=0[s] で静止していた(v(0) %3D 0)として、 (4)で求めた微分方程式の初期条件を満たす 特解 v(t) を求めよ。

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化学 大学生・専門学校生・社会人

この問題の答えとできれば解説をお願いします。

第3回 提出課題 課題1 化学反応式と物質量 水 次の各問に答えよ。ただし,原子量は次の値を用いよ。また、数値は特に指定のない限り四指五 入により有効数字3桁で答えよ。 ErO.1 00 原子量:H=1.0, C=12.0, O=16.0, Mg=24.3. Cl=35.5, Cu=63.5 0℃, 1.013× 10Pa(1atm)における気体のモル体積:22.4L/mol (ーロ) 問1 マグネシウムMg は塩酸 HCII に溶けて水素を発生する。このとき起こる変化は次の反応式 で表わされる。 Mg + ( a )HCl -→ MgCle + H。 0を いま,0.729g のマグネシウムを塩酸に完全に溶かした。次の(1), (2)に答えよ。 (1) 文中の反応式の(a )に当てはまる整数を記せ。 am0.1 S間 (2) 溶解したマグネシウムの物質量は何 mol か。 (3) 発生した水素の体積は0℃, 1.013×10°Pa(1atm)で何Lになるか。 類 ) 問2 家庭用の燃料として用いられているLPG(液化石油ガス)の主成分はプロパン CH。であ る。プロパンを完全燃焼させると,次の反応により二酸化炭素と水が生じる。 CH。 +( a) 0: → ( b)CO: + ( c )H.0 いま,0℃, 1.013×10Pa (1atm)で15.6L のプロパンを完全燃焼させて, 水を沸騰させ a1 た。次の(1)~(4)に答えよ。 (1) 空欄( a)~ ( c )に当てはまる整数を記せ。 (2) 燃焼させたプロパンの物質量は何 mol か。 10.1 (3) 必要な酸素の体積は0℃, 1.013×10Pa (1atm)で何Lになるか。 (4)生成した二酸化炭素は何gになるか。 問 問3 0.50gの水銀 Hgを酸化すると,0.54gの酸化水銀(IⅡ)HgO が得られた。水銀の原子量はい くらか。 問4 銅の酸化物がある。 この酸化物中に含まれる銅の割合は質量パーセントで表すと88.8%であ った。この酸化物の組成式を記せ。 22

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答えを教えてください。

第3回 提出課題 ウムの の新 度は1.12c cm) 課題1 化学反応式と物質量 ケ 快 人 次の各問に答えよ。ただし,原子量は次の値を用いよ。また。数値は特に指定のない限り四捨五 入により有効数字3桁で答えよ。 <ETO.1 原子量:H=1.0, C=12.0, 0=16.0. Mg=24.3, Cl=35.5, Cu=63.5 0℃, 1.013×10Pa(1atm)における気体のモル体積: 22.4L/mol マグネシウム Mgは塩酸 HCI に溶けて水素を発生する。このとき起こる変化は次の反応式 で表わされる。 問1 Mg +( a)HCI MgCl。 + H。 いま, 0.729g のマグネシウムを塩酸に完全に溶かした。次の(1), (2)に答えよ。 (1) 文中の反応式の(a)に当てはまる整数を記せ。 (2) 溶解したマグネシウムの物質量は何 mol か。 (3) 発生した水素の体積は0℃, 1.013×10Pa (1atm)で何Lになるか。 問2 家庭用の燃料として用いられている LPG(液化石油ガス)の主成分はプロパン C.H。であ る。プロパンを完全燃焼させると,次の反応により二酸化炭素と水が生じる。 CH。+( a) 0 → ( b) CO: + ( c ) H.O いま,0℃,1.013×10Pa(1 atm)で15.6L のプロパンを完全燃焼させて, 水を沸騰させ た。次の(1)~(4)に答えよ。 (1) 空欄( a) ~ ( c ) に当てはまる整数を記せ。 (2) 燃焼させたプロパンの物質量は何 mol か。 (3) 必要な酸素の体積は0℃, 1.013×10Pa (1 atm)で何Lになるか。 (4)生成した二酸化炭素は何gになるか。 問3 0.50gの水銀 Hgを酸化すると,0.54gの酸化水銀(IⅡ)HgO が得られた。水銀の原子量はい くらか。 問4 銅の酸化物がある。この酸化物中に含まれる銅の割合は質量パーセントで表すと88.8%であ った。この酸化物の組成式を記せ。 - 22 -

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