自然現象のモデル化(微分方程式) 次の4問の微分方程式を立式してもらいたいです。

問題1 (自然現象のモデル化, 20点) 次の微分方程式を立てよ.各自で導入した記号には説明をつけること. (1) ry平面上の各点で,接線の傾きが sinh である曲線がみたす微分方程式. (2) 新型コロナ感染者数が、 ある地域で、感染者数の3乗に比例して増加していると共に感染者 数の2乗の比例して回復していく。 感染者数に対する微分方程式はどうなるか. (3) 質量と電荷が m1,91 (> 0) の分子が同じく m2,92(< 0) の分子と距離だけ離れている. 電 気的な力で運動する運動方程式は, 比例定数をんとして d²r dt2 = -k- m1 9192 72 である.さらに, 分子の間で距離の3乗に反比例する力が加わるとすると,どのような式に なるか. (4) 半径Rの球形の風船が、 時間 dt の間に一定の空気が送り込まれ, 半径R + dRの球形に膨張 した. 半径Rの増加速度 を求める微分方程式はどうなるか. dR dt

応用力学　抵抗力

直径 d = 3.00[mm]の雨滴が慣性抵抗を受けて空気中 を落下する。 雨滴は球形であると仮定し、 空気の密度 Pa = 1.2 [kg/m²]、水の密度 pw = 1.0 × 103 [kg/m²]、抵抗 係数 C = 0.5 であるとして、 雨滴の終端速度を求めなさ い。

応用力学1です。

以下の問に答えよ。 (1) 上空 200 [m] を速さ 200 [km/h] で飛んでいる飛行機から、 救援物資を詰め込んだコンテナを地表に向けて静かに落下さ せる。 このコンテナを地表の目標に落とすには、 目標地点の何 m手前で落下を開始すればよいか。 (2) ある高層ビルの最上階付近の一角で火災が発生した。 この火 災を消火するために、ビルから x = 20.0 [m] 離れた位置に 止めた消防車が水を初速度 v = 40.0 [m/s] で放水する。 こ のときホースの地表面との角度 0 をいくらにすれば最も高い 位置に放水が届くか。

4.5をどのように解いたらいいのかが分かりません。教えてください。

4. 質量 100g の剛球を水平面から60度の角度で斜め上方に10m/sの速度で発射した。 発射後 1.0 秒後の剛球の水平方向速度を求めなさい。 5. 質量20g の鋼球を水平面から真上方向に15m/sの速度で発射した。 鋼球が再び水平面に落ちる までのおよその時間をもとめなさい。 ただし、 重力加速度を9.8m/s2とし､ 空気抵抗は無視できる ものとする。

至急です この問題の(3)で割合を求めていると思うのですが 何で0.5÷0.15にならないのかわかりません 一応割合の公式　比べる量÷もとにする量　というのは知っています ただ公式に当てはめるのではなく何で0.15÷0.5になるのか教えてください

1 次の実験ⅠⅡIについて、あとの(1)~(3) に答えなさい。 <和歌山県・改〉 実験Ⅰ. 「炭酸水素ナトリウムと塩酸の反応を調べる」 図1 ( (i) 図1のように、うすい塩酸40.0gが入ったビーカーに炭酸水素ナ トリウム1.0gを加え、完全に反応させた。 次に、 発生した二酸化 炭素を空気中に逃がしてから, ビーカー内の質量をはかった。 うすい塩酸40.0gを入れたビーカーを5個用意し、ぞれぞれに加 える炭酸水素ナトリウムの質量を変えて, (i)と同じ操作を行った。 (i),(ii)の測定結果を表1にまとめ, 加えた炭酸水素ナトリウムの 質量と発生した二酸化炭素の質量の関係を、図2のグラフにまと (面) めた。 表1 加えた炭酸水素ナトリ [ウムの質量 [g] 52 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 ビーカー内の質量 [g] 40.0 40.5 41.0 41.5 42.0 42.543.5 実験ⅡI. 「ベーキングパウダーに含まれる炭酸水素ナトリウムの割合 を調べる」 炭酸水素 ナトリウム うすい塩酸 40.0g 図2 6.0 15.0 発 生 の亡 4.0 質た3.0 2.0 化 1.0 [g] 酸 ガラス棒 1.0 2.0 3.0 4.05.060 加えた炭酸水素ナト リウムの質量 [g] 炭酸水素ナトリウムのかわ りに,ホットケーキなどを作る ときなどに使用されるベーキ ングパウダーを使って, 実験I (i), (i)と同じ操作を行い, 測定結果を表2にまとめた。 (1) 塩酸の性質について述べた文として最も適切なものを,次のア~エから1つ選んでその記号 を書きなさい。 [ ] ア 赤色リトマス紙を青色に変える。 イ 緑色のBTB溶液を青色に変える。 ウ 水分を蒸発させると, 白い固体が残る。 工 マグネシウムと反応して, 気体が生じる。 (2) 実験Ⅰについて考察した文として正しいものを次のア~エから2つ選んで、その記号を書きな [ ][ ] ア 炭酸水素ナトリウム6.0gは同じ濃度のうすい塩酸48.0gを入れるとすべて反応する。 イ炭酸水素ナトリウムを5.0g以上加えたときに はじめてビーカー内の水溶液に塩化ナトリ ウムが生じはじめる。 表2 |加えたベーキングパウ 0 [ダーの質量 [g] 4.0 5.0 6.0 1.0 2.0 3.0 ビーカー内の質量 [g] 40.00 40.85 41.70 42.55 43.40 44.25 45.10 ウ発生した二酸化炭素の質量は, 加えた炭酸水素ナトリウムの質量に比例する。 図2のグラフで、 発生した二酸化炭素の質量が変わらなくなったとき, ビーカー内の塩酸 はすべて反応している。 思考力問題 (3)表1と2より、加えたベーキングパウダーに含まれる炭酸水素ナトリウムの割合は何%か. 書きなさい。 ただし, 使用するベーキングパウダーは,炭酸水素ナトリウムと塩酸の反応にお いてのみ気体が発生するものとする。 [ %]

解説お願いします

大気中を物体が落下していく速度Uは、以下の微分方程式で表 されます m dU dt = mg - μU2 落下速度は、空気抵抗によってやがて一定速度になります。 この一定速度が音速となる質量mを求めなさい ただし(g=9.8[m/s2], μ=0.25[kg/m], c=340[m/s]) とします

大学の「微分積分」で出題された周波数の課題です。 （1）だけでもいいのでわかる方いらっしゃったら教えてください。

2 以下の説明を読み、 設問 (1) (6) 答えよ. 授業中に周波数を少しずらした二つの音を発生させて、唸りが聞こえるこ とを実演した.この現象を数学的に記述してみよう。 音とは、空気の振動が空気中を伝播して耳に届くことで認識される自然現 象である. tを時刻 (単位:秒) として､振動がy=sin (ct) (cは定数) の 形で表される波を正弦波と呼ぶ。 正弦波の周波数 (単位:Hz=1/秒) とは 「波が1秒間に何回振動する か」 を表す量である. 例えば sin (2t) は 「周波数1の正弦波」 であるが、 この音波は人間の耳には聞こえない。 人間の可聴域はだいたいf=20Hz 15,000Hz であると言われている。 (1) 周波数 f(Hz) の正弦波を時刻t (秒) の関数で表せ。 (ヒント: f は正の整数であると考え、 t=1のときに sin の中身が 「f回回転 「した角度」を表すように定数を定めれば良い) さて, 音波は重ね合わせの原理が成り立つ。 つまり、二つの地点から発せ られる音波がある地点Pでそれぞれ a(t), b(t) で表されるとき, それら を同時に発生させると P では a(t)+b(t) という音波となる. いま周波数 f=400Hzを中心として、そこから前後に1Hz ずらした二つ の周波数 f=399 Hz, fz = 401Hz を考えよう｡ (2) 周波数ffzの正弦波を同時に発生させたときに観測される音波 a(t) を二つの三角関数の和の形で表せ。 (式になったの値は代入 しなくて良い。) (3) h = f1 = f +1 であることと、 三角関数の加法定理を用 いて、上の式を二つの三角関数の積(の定数倍) の形で表せ。 (4) この積に現れる二つの三角関数のグラフの概形をt=-1からt= 1までの範囲でそれぞれ描け. (一方は正確に描くのは人間には 不可能なので雰囲気で良い。 もう一方は正確に描くこと.) (5) (4) を用いて音波 α(t) の概形を描け. (6) この唸りの周期は何秒か? 以上.

「ある室内において、単位時間当たり一定量Wの二酸化炭素が発生し、空気の給排気を行なう。このとき、給気される空気中にすでに含まれている二酸化炭素の濃度をKo、時刻t における室内の空気中の二酸化炭素の濃度をK=K(t)とし、 微小時間Δtの後に、二酸化炭素の濃度がK+ΔKにな... 続きを読む

空気抵抗が無視できる放物運動で、初速度一定の場合、到達距離が最大になる投げ上げ角度って、どうやったら求められますか

おはようございます。この1番の問題の解き方が中々わからなくて、考えてもこれという考えが出てきません。 ですので、皆さんのご協力で至急解き方のやり方や解き方を教えてください。 ご協力をよろしくお願いします。 本日提出予定なので、分かる方至急よろしくお願いします。

v PI Pz ○1.内容積 1.0m°の密閉容器内の空気の初期状態は温産っC. 圧カ 0.5 MPa である。この容器の内圧が1.2 MPa になるまで加熱する.このとき加えた熱量および加熱後の容器内の空気の質量、温度を求めなさ い.ただし,容器の熱膨張を無視し,空気のガス定数は 0.287 kJ/(kgK),定容比熱は 0.7171 kJ/(kgK)と する。 C R