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物理 大学生・専門学校生・社会人

電気双極子がつくる電場の導出過程において、 赤線部分の式変形が分かりません。 ご解説よろしくお願い致します。

9 電荷と静電場 電荷の大きさを4, 負の電荷から正の電荷にいたるベクトルをdとするとき, p=gd をその電気双極子の双極子モーメントという (図 9.26) 電気双極子がどのような電場をつ (9.43) くるかはpによっている。 一酸化炭素COや水H2Oなどの分子は電気的に中性だが,電子による負の電荷の分布の中 心と原子核による正の電荷の中心が少しずれている。このような分子は電気的には電気双 極子とみなすことができる. 電気双極子による電場を,まず電位を求め,それから式 (9.42)によって電場を計算す る,という方法で求めてみよう. 1 V(r)= 4760 (√r-d/2\_\r+d/21) 正負の電荷の中心を原点とし,正の電荷g はd/2に,負の電荷-gはd/2にあるとする. このとき, rにおける無限遠を基準点にする電位は,式 (9.37 ) により 191 図 9.26 電気双極子 1 \r-d/2 = (r²-d.r) + = 1/(1+d+r) となる。第2項はdの符号を変えればよいから, となる.ここで|d|は小さく, |d|<|r|であるとして, dについて1次までの近似でV(r) を 計算する. 式 (9.44) の( )内の第1項では, dについて2次以上の項を無視すれば, |r-d/2|=(r-d/2)・(r-d/2) r²-d.r したがって,式 (A.28) の近似を使って dr \r+d/2₁ ==—= (1-2;r) となる。これを式 (9.44) に代入し, (9.44)

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物理 高校生

仕事とエネルギーの変化の問題なのですが、積分していくやり方でやって行ったのですが、問題の1,2,3はどこから出てきたのでしょうか? 積分で解くのが初めてでどれが何を表しているのか分かりません。 よろしくお願いします

1 運動方程式は、 x :ma = F-mg sin y:m0= N-mg coso であり、 x 方向の式を0から1までxで積分す X ると、 斜面垂直方向には運動していないため、 垂直抗 力は仕事をしていない (右辺)=「Fdx+∫(-mg sin O)dx (左辺) = ffmadx -mv² 1 1 2 =-mun - m02 2 1 2 2 Flのこと? 11 Fh sin e 12h F m sin O -mun であるから、 (=(1) WĘ (4) Un = = =[Fx]+[-mgxsine] = Fl+-mglsino, = Fl+-mgh を入れかえ Som du de dx pl =jomdz du dat 11 Somudu (2)0 (3) -mgh ・mg N lE F h mg 0 斜面の長さが書いていないため、 h の点を 1と設定した。 この1はこちらが勝手に設 定しただけで与えられていないため、答え に使用してはならない。 ※x 方向には計算に長さを使うのでx座標に メモリを入れているが、 y 方向の長さは不 要なのでy座標にメモリは入れていない。 力を積分すると仕事 ② 仕事を計算するときはも積分の中に入れる 1sin0=h (3) 定積分に代入するときに、 1 や 0 を代入す るのではなく、 「位置が 1 のときの速度」 「位置が0のときの速度」 を代入する。 運動方程式の左辺を積分すると運 動エネルギー変化 mgsin X

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数学 高校生

マーカーのところの、2^k sin(2x+kπ/2)をxで微分すると2^k+1(以下略)となるのがわかりません。

○ 自然数nの問題 数学的帰納法で証明 の方針で進める。 [2] n=kのとき成り立つと仮定し, n=k+1 のときも成り立つことを示す。 (2)では,n=1, 2, 3の場合を調べて y'm) を 推測 し, 数学的帰納法で証明する。 指針> yn)は, yの 第n次導関数 のことである。 そして, 自然数 nについての問題である コ+1= 268 無本 例題157 第n次導関数を求める (1) nを自然数とする。 (1) y=sin2xのとき, yla)=2"sin(2x+2)であることを証明せ。 =2 改とす asi nπ as 重要 に成 「a (2) y=x"の第n次導関数を求めよ。 p.265 基本事項 (重要158, p.Z1 関数 pC が 注意 数学的帰納法による証明の要領 (数学 B) [1] n=1のとき成り立つことを示す。 [2] nーkのとき成り立つと仮定し, n=k+1のときも成り立っことを。 指針 解答 (1) yrm)=2"sin(2x+) のとする。 2 [1] n=1のとき ゾ=2cos2.x=2sin(2x+;)であるから, ① は成り立っ π 2 [2] n=kのとき, ①が成り立つと仮定すると yle=2* sin(2x+). 2 n=k+1のときを考えると,② の両辺をxで微分して (。 d kπ -yck)=2*+1cos(2x+ yrhリ=2" sin(2x+ 無+号)-2sinf2x+ lat1)x| dx- -2~ y(k+1)=2*+1sin(2x+ ゆえに =2*+1 sin{2x+ よって,n=k+1のときも①は成り立つ。iaS) [1], [2] から, すべての自然数nについて①は成り立つ。

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