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Physics Undergraduate

問2の(3)(4)を教えてください

問2. ばね定数 k [N /m] (k > 0) の軽いばねがある。なめらかな水平面上でこ 自然長 のばねの左端を固定し、右端に質量 m kg] の物体を取り付けた。次に、 手で mm 物体を引っ張ってばねを自然長より cm 伸ばしてから静かに手を放した。図 0 に定義された座標軸に基づいて、その後の物体の運動について、以下の間に答 えよ。ただし,時刻 ts]での物体の位置を (t) [m] とし、ばねが自然長のときの物体の位置を原点とする。 (1) Find the restoring force F, [N] that the spring tries to return when the object is displaced by z m from its natural length. (2 points) d'z as its acceleration. dt? (2 points) (2) Find the equation of motion of the object, using the notation of (3) Find the general solution of the equation of motion of the object. (3 points) (4) Find the solution that meets the initial conditions described in the problem. Here, the moment when the hand is released is set as time t==0s. (3 points) 問3.問2では摩擦などの抵抗力がない理想的な単振動を扱ったが、実際には抵抗力が存在する。 抵抗力は速度 dt に比例することが多く、この比例定数をc[N.s/m] (c> 0) とおくと、 運動方程式は教科書 P.66 の(2.40)式として表 される。この方程式の一般解は、 教科書 P.52に示す「定数係数の2階線形同次微分方程式の一般解」として表され、 教科書 P.66 の下段3行に示すような解 a) c)となる。これらの解の導出課程を、 以下の手順に従って示せ。 d。 da. (1)(2.40)式 m = ーkc - c dt? の右辺において、c dt の項の符号がマイナスである理由を考察せよ。 dt (2点)

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問2の(3)(4)を教えてください

問2. ばね定数 k [N /m] (k > 0) の軽いばねがある。なめらかな水平面上でこ 自然長 のばねの左端を固定し、右端に質量 m kg] の物体を取り付けた。次に、 手で mm 物体を引っ張ってばねを自然長より cm 伸ばしてから静かに手を放した。図 0 に定義された座標軸に基づいて、その後の物体の運動について、以下の間に答 えよ。ただし,時刻 ts]での物体の位置を (t) [m] とし、ばねが自然長のときの物体の位置を原点とする。 (1) Find the restoring force F, [N] that the spring tries to return when the object is displaced by z m from its natural length. (2 points) d'z as its acceleration. dt? (2 points) (2) Find the equation of motion of the object, using the notation of (3) Find the general solution of the equation of motion of the object. (3 points) (4) Find the solution that meets the initial conditions described in the problem. Here, the moment when the hand is released is set as time t==0s. (3 points) 問3.問2では摩擦などの抵抗力がない理想的な単振動を扱ったが、実際には抵抗力が存在する。 抵抗力は速度 dt に比例することが多く、この比例定数をc[N.s/m] (c> 0) とおくと、 運動方程式は教科書 P.66 の(2.40)式として表 される。この方程式の一般解は、 教科書 P.52に示す「定数係数の2階線形同次微分方程式の一般解」として表され、 教科書 P.66 の下段3行に示すような解 a) c)となる。これらの解の導出課程を、 以下の手順に従って示せ。 d。 da. (1)(2.40)式 m = ーkc - c dt? の右辺において、c dt の項の符号がマイナスである理由を考察せよ。 dt (2点)

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これ教えてください!

1. 右の図 (人て(C) のように, 鉛直方向 の管に 動をする。物体の下方にバネ定数たのバ ネが置かれている。バネが自然長の場合 のバネの上端の位置を鉛直方向の座標 > の原点とする。高さんの位置から初速度 ャ=0 で物体を落下させる。物体がバネの ある> はバネと離れることなく運動する。管と 物体の間の摩擦や空気抵抗, およびバネ の質量は無視できるとし, 重力加速度を 9とす 1) (2) (3) 沿って質量 m の物体が上下に運 ミミ 0の所まで落ちてくると, 物体 (⑳) ⑧) (⑥ ⑩0 ミミんと, (⑪り z<0 のそれ ぞれの場合について, 物体の力学的エネルギーの式を書け。また, 力学的エネルギー 保存の法則を用いて, (ii) z=0 での物体の速さg, (iv) バネが一番短くなった時の座標 ヶをそれぞれ求めよ。 物体の位置 >が 0以上と 0未満のそれぞれの場合について, 運動方程式を書け。z<0 の場合に物体の運動は単振動になるが, その振動の中心を求めよ。[Hint : 振動の中心 は, 物体を静かにバネの上に置いてつり合わせた位置。] この物体が高さ >=んと (1) で求めたバネが一番和くなった点の間を往復運動する 場合について, 始めの 1往復 (1 周期) について物体の加速度 c), 速度 の, 位置 3(の0を求め, 横軸を時間,に取ったグラフで表せ。[Hint : バネの質量が無視できる場合 バネが自然長に戻ったところで物体がバネから離れ, 空中に放り上げられる。運動方 程式を書き下し, 解を正確に求めるのが望ましいが, 難しい場合はグラフの概形だけ でも良い。 ]

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A,B,Cのおもりの運動方程式と張力のつり合い式から加速度a,bと張力T1,T2を求めるのですが、色々試して見たのですが、どうやって求めるのか分からないです。

70 Chapter.7 慣性 図のような質量 71, 742 のおもりがかかった に質量 7 0 りをつげ定滑車に通した. り動き始めたとき, それぞれのおもりの ee NO は、 090 の質量を無捉し. する. 05 71 動滑車にかかった質量 7X1、7722 のおもりは, 動滑車が加 0 紹 ので, 反対方向に慣性力が加わることを忘れない. 72 ページ, TeaTin。 。 (加速度系) の問題の解き方, を押さえる. 解 答 質量 7 のおもりを A, 7 , 7m2 のおもりをぞれぞれ B, 〇 とする. A に働く張力を 婦 , B. O に働く 張力を 75 とする. A が加速度。 で 下降すると, 動消車と B,O の系は 加速度 。 で上昇する. 系内で B が 加速度ぉ で下降すると, COはぁで上 呈する. 系が加速度 。 で上昇するの で. B, C には下方に慣性力 yo. ?2g が働く (図の*印の 2 カカ) 運 動方程式は. は 7o = 79一力 (?.5) B 755王 7 十 ao一 75 |本 人連座系 慣性カ (7.6) NN を考える。 系が加加度。で上昇 (720 25 ー 清ー a EZ 思えばよい. W 1 系全体を加里 0 。 で上上する守 7の の関係は動消事の質量を福 ベータだと思い 上葉禄するので Al 6 に 央 Zs72」 OSIUNMII の B. CE 個性カが位くこ侍 (7?.5) ~ (7.8) ょ り. (8 間時

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全く分からないので、教えて貰えるだけ教えてもらいたいです🙇‍♀️🙏 よろしくお願いします

問題1 較1において点Aに1C, 点Bに2 での電荷を置き原点O にはgoC の電荷を ンス 8 52.3 きい 由 b we 原点の電荷に作用する力の大きさを計算せよ | > 還 【叶に 寺| 4 @ 更に直線AB上の点Pに電荷4を置いた時,原 c ls 。 とる 点Oに置いた電荷に働く力がゼロになった. てCRE 革の の位置と電共すの征を求めよ, ただし。 \ド 電荷の値は小数点以下 2桁の数で表すこと- 5 2 ナェーー を を に44 -ェ*9 (登り を ea 2え 3 | と ES 3 守 1 較是2 原子のモデルとして。 Zi のを持っ上の所子板とその原子校を破点とす る半竹 Rm の球の内部 R/2 <7 そ の領域に 2ciC] の電荷で電子が一様に分布 2 しているものを考える. (図2の断面図を参照.) テイ 2 SS し K (6) 便/2 <rくなの電間度を計算せよぶヶe , (2) 電電に関するガウ メの法則を用いて以下のぞ れぞれの叙域における電場の強さ 万. を計算 ⑩ 0<r<く2 ⑱) 2<7<朋 一 () <r (3) 位置ニー R/3, エー R/2 テー 2R/3 における 。計 電場の強さを計算せよ、ただし, 束数以外の 子-テ 値は小数点以下2桁の数で表すこと。 悦題3 給の内外にあるイオンが, 厚さ 5nm の平らな細胞卓で分離されている. ここ 8S x 10-『CY/(Nmy)] として 舞和は有効数2拘で示せ. () 板計脱の比計電素を8 として, 組有膜 1cm* あたりの電所容量を計算せよ。 (2) 細胞模の聞の電位差が 10mV であるとき, 1cm3の細胞膜に半え られる電気エネ ルギーを計算せよ 37 |

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解き分わからない

【1 】As shown in Figure 1, here ame an object Aof mass AZ B ofmass 7 and Cof mass r On a smooth and horizontal surfce. A and B mre inlerconnected by a spring. The Spring has the naumi lcngth of / and a spring constant た A。 B, and C are on one straight Hime and can move along the stmight line. Tuke the right direction as positive fbr velocity Neglect the mass of the spring and air resistanee 国1に示すように, 水平でなめらかな台の上に質量 /の2つの物体 A, Bと質 基wの物体Cが静止している、A と Bはばね定数たで自然散7 のばねで結ばれ てでいるAB,Cは一直線上にあり, この直線上のを動くものとする. 速度の 向きは図の右向きを正にとるものとする. ばねの質基と空気抵抗は無視できる. (①) A and B are oscillated symmetically so ss for center of mass of A and B imtereonnccted by a spdng to be fixed. Find 7, the Gimc pcriod of the oscillgtion. ばねで千ばれた A と B の重心動かないように, A とB の重心に関して左右対 -称に振動させた場合の周期了を求めよ. Next A and B are atrest. The length of the spring is the natural length / で moving speed yo collides perfect-elastically with A. It is assumed that A and C are rigid, the coHlision occurs very shortly and the displacement during the colision is neglected Moreover iis also assumed tbat after the collision。 A snd C do not have nother の 次に, A と B をばねの長さが自然長 7 になる位置で静止させて, C を左から y の速度で A に衝突させる. この衝突は完全弾性衝突であり, かつ物体が非常に かたくて衝突は極めて短時間に行われ, 衝突中の変位の大きさは無視できるも のとする. さらに, Aと Cは一度笑突した後再びぶつからないものとする- の Find tie velociies yand ycofAand Cimmediaedy Ner he colison。 respectiweiy 衝突直後の A と C の速度w vcを求めよ. ⑬) Find the velocity yoof the cemlerofmassofAand B using が6 and ye 衝後の A と B の重心の束度woを44を用いて表せ (④ Find mc minimum lengtb ofthe pcng sferthe colision ing ヶ。 4 we かた 衝突後, Aと B が最も近接したときのばねの長さを ヵ, 7 w。 4を用いて表せ。 も Hi

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