振動波動の問題です。全く分かりません。解説お願いします。

【問 3】質量m = 1.0 kg の物体に,ばね定数k=5.0 [N/m] のばねと,粘性抵抗 R= 2.0 [kg/s] に設定されたダンパーがつい ている系に,F= sin(wt) [N] (w > 0) の外力を作用させる。 (i) 一般解を求めよ。 (i) 定常振動解 z,(=初期条件にかかわらず,t→で漸近する解)を求めよ。 (ii) エ, の振幅が最大になるときのw[rad/s] を求めよ。 (iv)外力に対する,I, の位相の遅れが 以下であるためのw の範囲を求めよ。 (v) Fが, Ip にそって1周期T= 2n/w のあいだにする仕事 W および,仕事率 Pを求めよ。 (vi) Pが最大になるときのwを求めよ。 1 (答:(i)r = w- 6w?+ 25 ((5 -w) sin(wt) - 2w cos(wt)) +e-*(ci cos(2t) + c2 sin(2t)), (ii)w = 1.7, (iv)w< 1.1, w? 6w?+ 25 2Tw (v)W P= (vi) w = 2.2) w- 6w?+ 25 w

電磁気の範囲の問題です。 (ト)でなぜ回路全体の抵抗はR+2ρvtになるのか分かりません。 解説お願いします🤲

気の両端に単位長さあたり pの抵抗値をもつ十分に長く細い導体レールを2本接続し, これらの2 時刻t= 0のときに導体棒が z=0の位置にあったとする。 導体レールと導体棒の間には摩擦がな 4図のように,水平な zy 平面内でy軸に沿って, 抵抗値 R の電気抵抗Rを置き, この電気 初理 91 こを答 討し まず, p=0である場合を考える。 時刻tにおいて, 抵抗 R, 2本の導体レール, 導体棒で構成される長方形の内側にある磁束 の大きさを答えよ。 (n)時刻tにおいて, 抵抗 R, 2本の導体レール, 導体棒で構成される回路に生じる誘導起電力 の大きさを答えよ。 (ハ)問(ロ)において抵抗Rに流れる電流の大きさを答えよ。また, 抵抗Rに流れる電流の向 きはy軸の正方向か負方向かを答えよ。 (=) 問(ハ)において抵抗Rに流れる電流によって, 抵抗Rから単位時間あたりに発生するジュー ル熱を答えよ。 (ホ)t=0からt=Tまでの間に発生した問(=) で求めたジュール熱の合計を答えよ。 ただし, このジュール熱の合計は, 横軸に時刻tをとり, 縦軸に単位時間あたりのジュール熱をとっ たグラフにおいて, t=0とt=Tの間の区間で横軸とグラフに挟まれた部分の面積と第し くなっていることに注意すること。 39.1 61× 10' (へ)導体棒をa軸の正方向に速さで動かし続けるためには, 導体棒にェ方向の外力を加加える必、 要がある。この外力の大きさを答えよ。 |次に,p>0である場合を考える。 単位時間あたりのジュール熱を答えよ。 フにその領域を斜線で描き表せ。 ンウムには質録 導体レール 10 49 導体棒 導体レール BO 抵抗R I 図 でた 、る式

（2）の問題です。 解説の内容は理解できたんですけど、少し引っ掛かる部分があって…、AからPまでの真空部分は1／4dなのでV＝EdでEは一様な電場だから電位Vも1／4d にならないですか？この考え方だとB地点でVが0になってないしおかしいのは分かってるんですけど考え方として... 続きを読む

80 間隔dだけ離れた極板A, Bからなる電気容 量Cの平行板コンデンサー, 起電力Vの電池と スッチSからなる図1のような回路がある。 まず,スイッチSを閉じた。 (1) コンデンサーに蓄えられた電気量はいくらか。 A キ4 'B 図1 次に,スイッチSは閉じたまま, 厚さ号の金 A V P 属板Pを図2のように極板A, Bに平行に極板 間の中央に挿入した。 このときの極板Aから極板B までの電位の B 図2 変化の様子を極板Aからの距離を横軸としてグラフに描け。 (3) また,このとき極板Aに蓄えられた電気量はいくらか。 (4)さらに,スイッチSを開いた後,金属板Pを取り去った。このと きの極板間の電位差V'はいくらか。 (5) Pを取り去るときに外力のした仕事 W はいくらか。 に必 (愛知工大+静岡大) の。 の

ア.イに入る言葉を教えて欲しいです😢

に適した式をそれぞれの解答欄に記入し,問に答えよ。 次の文章を読んで 図のように質量が2mで長さが2Lの台車Aの上に,質量 m の大きさが無視 できる物体 B があり, A の端につけられた棒と質量が無視できるばねを通して つながっている。ばねのばね定数は k であり, ばねが自然長の状態で,台車 B は台車 A のちょうど中央にある。ばねを固定している棒の太さと質量は小さく。 台車Aの重心はその中央にある。台車A は摩擦なしに水平面上を動くことがで き,物体Bも摩擦なしに台車Aの上面を動くことができる。また,台車Aは十 分に長く,物体Bが台車Aからはみ出したりすることはない。 また,水平に右向きを正としてx軸があり, x=0 の位置に鉛直な壁がある。 台車 A, 物体Bともに×軸に平行な方向へのみ動き, ばねは常にx軸に平行で あるものとする。 L 00000O00 x はじめに,台車Aの左端が壁に接触した状態で押さえながら, 物体 Bをx= Lから dだけ右向きに引っ張った状態で止めた。このときの台車 A, 物体 Bの 系の重心のx座標はア」である。この状態から, 台車 A, 物体 Bを同時には なした。ばねが最初に自然長に戻った瞬間の台車 Aの速度を VA, 物体Bの速度 をsとおくと, 運動量に関してイ, エネルギーに関して ウという式が 成り立つ。これらより, UBは m, k, dを用いて, の重心の位置を基準として台車A, 物体Bのその後の運動を観察すると, A, B はいずれも単振動をした。このとき物体B の振幅はオであり, 周期はカ となる。 ェ とあらわされる。系

名門の森の力学の12番の(3)なのですが、直感的にはBが単振動して振幅の2倍（2a/‪√‬3）が答えになりそうな気もするのですが、なぜ単振動になってないのでしょうか？分かりにくい質問ですみません

Bは水平線 PQ よりどれだけ下がっ P 固定された滑らかなくぎP,Qに掛けた。 PQ = 2a であり、重力加速度をgと。 (1) 3がてしている。 長さ 6aの糸のとに, 同じm のA, B, C を、 -2a 9E 12 エネルギー保存則 水平線上に V (2) Bを手でつまんで PQの中点まで持ち上げる。 仕事を求めよ。 (3) (2)の状態でBを静かに放すと,おもりは動き始める。 Bは水立な PQ より最大どれだけ下がるか。 (京都工繊大) Level (1) ★ (2),(3) ★ Point & Hint 。 一般に,物体を静かに動 (2)手のした仕事は位置エネルギーの増加をもたらす。 かすときは, 外力の仕事=位置エネルギーの変化 もちろん, この場合は物係 系で考える。 (3) 物体系に対して力学的エネルギー保存則を適用する。 HCHE P 合いから T= mg と、Bの鉛直方向のつり合

良問の風66（2）についてお聞きしたいのですが、 左辺がρS（1/2d＋h）gとならないのはなぜですか？

66* 断面積S,質量 Mの一端を閉じた円筒が,開 Po 口部を下にし, 上端は水面に一致して鉛直に静止 している。円筒には鉛直下向きに外力が加えられ ている。円筒の内部には気体が入っており,円筒 の上端から内部の水面までの距離をdとする。 円筒の厚さ,内部の気体の質量,水の蒸発は無視 する。大気圧をPo, 水の密度をp,重力加速度 M d p S 図1 Po をとする。 c9) 外力の大きさを求めよ。 p h 次に,円筒を深さんの位置まで沈めると,外 力を加えなくても円筒は静止した(図 2)。このと 1 M きの内部の気体の高さはっdであった。 ○ (2 円筒の質量 M をPo, p, S, d, gの中から 必要なものを用いて表せ。 円筒内の気体の変化は等温変化とみなせるものとする。hを Po, P, S, d, gの中から必要なものを用いて表せ。 4Y 円筒内の気体の変化が断熱変化とみなせる場合を考える。円筒が静 止できる深さhは(3)で求めた値より大きいか,小さいか。 図2 (筑波大)

この問題の(3)について質問ですれなぜこの時T＜2Mgとなるのでしょうか？Tは両端にかかっているので2T＜2Mgになると思うのですが…

加 71. 2物体の運動 はばれている。物体Aに大きさFの力を加えて鉛直上方に引き上げた。 重力 図のように,質量 m, Mの2つの物体 A, Bが糸で F AT 加速度の大きさをgとする。 (1) A. Bの加速度の大きさaをF, m, M, gを用いて表せ。 (2) 糸が引く力の大きさTをF, m, Mを用いて表せ。 (3) 2.Mg 以上のカが糸にはたらくと切れるような糸を使った場合,糸が切れ ないようにするにはFの範囲をどのようにしたらよいか。 m T T B M 例題15

この問題の問2(1)のローレンツ力の向きについて質問なのですがなぜこれはイになるのでしょうか？

2 図2のように、一辺の長さがaの正方形をした一巻きコイルCDEF が xy 平面 上にある。xy 平面全体に.z 軸の正の向きに磁場をかける。コイルの抵抗値をR まとし、コイルの自己誘導による影響は小さいとして無視をする。 以下の問いに答 えなさい。。 の TD 間の 磁場 ち当大の 東 F E 0 *C D 図2 TE T8 3 の り出 険 (1) の丁まhさ 想 ( 小 の 玉ー3ー0 つおき向の

名問の森電磁気10番です。お願いします！！ (5)までは理解しているのですが、(6)がわかりません。保存則の等式で、右辺の電位が0になる理由がわからないです。確かに、点電荷A、Bからなる電位は点Oでは0なのでしょうが、一様電場からの静電気力は右向きですので、左に行くほど位置... 続きを読む

F=qE[N] の力を受ける。正電荷はEと同じ向きの力を, 負電荷は逆向きの 電気分野の基礎は何といってもクーロンの法則だが, 実用上は電場(電界)Eと 38 電磁気 10 静電気 +Q[C)の点電荷をA点に, -Q(C) の点電荷をB点に固 定する。AB間の距離は21 [m]であり,ABの中点をO とし、0点からL[m]離れた ABの垂直2等分線上の点を Cとする。クーロンの法則の 比例定数をk [N.m'/C°] と 無限遠を0[V]とする。 0点とC点での電場(電界)の向きと強さをそれぞれ求めよ。 (210点の電位と, 線分OBの中点Mの電位を求めよ。 ta[C]の電荷をもつ質量m[kg]の小球PをM点に置き, 静かに 横す。 Pが0点を通るときの速さを求めよ。 次にPをC点に置き, 線分ABに平行に一様な電場をかける。する と、Pに働く静電気力は, 一様な電場をかける前に比べて, 向きが逆 転し大きさが半分となった。 (一様な電場の向きと強さを求めよ。 PをC点からM点まで静かに移動させた。この間に外力のした仕 事を求めよ。 C +Q 0 M A B M点でPを静かに放すと, Pは左へ動き出し, やがて0点に達し、 一瞬静止した。 このことからLを1で表せ。 Level (1) 0 : ★★ C:★ (2)~(4) ★ (5)★ (6)★★ Point & Hint 電位Vが重要な役割りを果たす。 その

(3)で小球が最高点に達した時、２物体の速度が等しくなる理由を教えて下さい。 解説を読んでも分からなかったです。 どなたかよろしくお願いします。

17 保存則 53 17 保存則 曲面 AB と突起Wからなる質量 Mの台が水平な床上にあり,台の左 側は床に固定されたストッパーSに 接している。Bの近くは水平面とな っていて,そこからんだけ高い位置 にあるA点で質量 m(m<M)の小 A小球 m W S M B 床 球を静かに放した。小球は曲面を滑り降りて突起w に弾性衝突し,台 はSから離れ,小球は曲面を逆方向に上り始めた。台や床の摩擦はな く,重力加速度をgとする。 (1) 突起Wと衝突する直前の小球の速さはいくらか。 (2) 小球が Wと衝突した直後の, 小球と台の速さはそれぞれいくらか。 (3) 小球が曲面を上り, 最高点に達したときの台の速さはいくらか。 また,最高点の高さ(Bからの高さ)はいくらか。 次に,ストッパー Sをはずして,台が静止した状態で,小球をA点 で静かに放す。 (4) Wに衝突する直前の,小球と台の速さはそれぞれいくらか。 (5) Wとの衝突後,小球が達する最高点の高さはいくらか。 F (東京電機大+日本大) Level(1) ★★ (2) ★ (3) ★ (4), (5) ★★ Point & Hint (2) 弾性衝突は運動エネルギーが保存される衝突だが, 反発係数 e=1 で扱いた い。 (3) 最高点に達したとき, 小球は台に対して一瞬止まる。水平方向には外力がない ので,ある保存則が成り立つ。後半はもう一つの保存則を用いる。 ただし, 物体 系に対して適用する。 (4) 2つの保存則の成立。 (5) (3)と同様に考えるのが正攻法だが, ……もっとスッキリと解ける。