大学古典力学の2質点系の問題です。 この問題の（II）で重心Gに対する相対位置ベクトルとして、解答下線部のようにおいていますが、何故こうなるのですか？分かる方がいましたら教えて下さい。

演習問題 96 2質点系の運動 (I) 右図のように xyz 座標をとる。 長さ 3r の質量の無視できる棒の両端に,それ ぞれ質量 2mmの質点を取り付けたも のが、その重心Gのまわりを一定の角 速度で回転している。 重力はy軸の負voy = の向きに働くものとし、この2質点系の y4 2m cart ro Wo m Vo. vosino- Pox VoCose ス 重心Gを, 原点から、時刻 t = 0 のときに 仰角6 (0<</2)初速度 Do = [Vox, Voy, 0]. (vo=||vo||) で投げ上げるものとする。 このとき、この回転しながら運動する 2質点系について、時刻におけ る (i) 全運動量P, (ii) 全運動エネルギーK, () 全角運動量Lを 求めよ。 また, (iv) この2質点系の位置エネルギーを求め、力学的 ネルギーが保存されることを示せ。 ただし, 2質点系の回転はxy 平面 内で起こるものとし、 空気抵抗は無視する。 ヒント! (i) 全運動量P=PG, (ii) 全運動エネルギーK=KG+K', (i) 全角運動量L=Lc+L' の公式通りに求める。 (iv) 位置エネルギーの基 準を zx平面にとる。 解答&解説 P=Pc=3mUG (ii) 2質 K = (KG ここ KG= 質量 重心 K質重Gがで対 G が, で 対 Vol (速 V01 G Toz こ Vo さ V02 -v=jo =[var-gt+v 以 G (3m) (i) 2質点系の全運動量Pは,全質量 3m が集中したと考えたときの重心Gの運動 量 Pc に等しい。 重心Gには,重力に よる加速度g = [0,-g, 0] が生じるので, その速度UGx成分は, Per PacOS (一定成分は, Voy = - gt+ vosino となる。 t = 0 のとき Poy= Posin より ∴Uc=rc=[vocose, -gt + vasin0, 0] ……① より, P=Pc=3mUc=3m [vocoso, gt + vesin 0, 0] となる。 K 162

この問題の30〜36を教えてください。 2枚目はv(t)とx(t)の答えです

II page-3 以下の文章の空欄に当てはまる数値または選択肢をマークせよ。 なお、番号には 「① +, ② ③ 値が0なのでどちらでもない」 のいずれかを選択して解答すること。 単位が明記されていない物 理量はすべてSI単位の適切な基本単位もしくは基本単位の組み合わせによる組立単位を伴っている ものとする。 軸上を運動する質量3kgの物体に, 速度でに依存する抵抗力F-6(vv) が作用している。 時 刻t=0において,この物体は0の位置にいて 204m/sの速さでz軸の正方向に運動していたと する。この物体の運動方程式として適切なものを以下の選択肢からすべて選ぶと 21 となる。 (選択肢) dax dv d²v ①3- = -6(V) ②3- = dt -6(√)335 = dt dt2 =-6(VD) ④3- =vo - 6(√)³ dv dt ⑤ 3 =vo-6(vv) ⑥ z=-vot- (vo)342 ⑦ dt この運動方程式は, 変数分離を用いると, dv 03/2 = 22 23 1 I= =vot- (viit2 dt. と変形でき, 両辺の積分を実行して、 初期条件を用いることで, 24 v(t) = 26 (1+25t) と求まる。 また, 時刻における物体の位置z (t)は, 27t x(t) = う 1 + 28t となる。これらの結果から,この物体は無限に時間が経過したときに= 29 の位置で止まること が分かる。 物体がx=0からある点=Xまで動く間に抵抗力Fがする仕事Wは, 抵抗力Fを物体の動き方に あわせてで積分することによって求まるから, W = = √³ Fo X Fdx, を計算すればよいが,この計算を実際に実行するためには, 積分変数を位置から時刻tに変換して 時刻t=0から物体が=Xに到達したときの時刻t=Tまでの間にFがする仕事を求める式に変形 するのが便利である。 dr = v (t) dtに注意しつつ, 置換積分を利用してこの計算を行うことで,Wを 3132 求めることができる。 例えば, t=0からt=1/2までの間にFがする仕事は [30] - である。 33 方, 物体がt=0から29で止まるまでにFがする仕事は, T∞の場合のWを考えればよく, その結果は W=343536となる。

物理学について全然分かりません。 解説と解答をお願いします！

(A) B [学籍番号 A、Bのどちらかにマークを忘れずに! 数値の答えは有効数字3桁程度で! 課題6 (2024/6/26) ※次回授業の開始前までに教卓上に提出のこと。 質量 12gの弾丸が水平に v=210m/sの速さで飛んできて、質量 M1.5kg の木 のブロックにあたり、中にめり込んだ。このブロックは天井から垂れ下がった長さ1mの軽 いひもの先に結ばれている。 (1) 衝突直前のこの系の全運動量 p [N-s] を求めなさい。 (2) 弾丸のめり込んだ衝突後のブロックの速さ V [m/s] を求めなさい。 (ヒント: 運動量保存則を使う) (3)この衝突での衝突係数の値をその定義に従って答えなさい。 (4) この衝突はエネルギー損失で分類するとどのような衝突に分類されますか。 また、その衝突の特徴を説明しなさい。 (5) 衝突により失われたエネルギー値 Ek [J] を (6.12) 式を用いて計算しなさい。 (6) 木のブロックは衝突後、 どれだけの高さん [m] まで振れますか。 (ヒント; エネルギー保存則を使う)

運動方程式はmと2mの物体とで加速度は異なると考えるのでしょうか？ 1と2を教えていただきたいです。 お願いします。

D 図3 C (3) 瞬間中心を図に記載せよ。(12点) 瞬間中心には対応する機素に対する記号をつけること。 12[m] m[kg] 5. 図4に示すように、振り子の一端に質量 m[kg] のおもりが 取り付けられ、もう一端に質量2m[kg]のおもりが取り付け られている。 振り子の回転中心から質量 m[kg]のおもりの 中心までの長さを [m]とし、回転中心から質量2m[kg]のお もりの中心までの長さを4[m]とする。 振り子の回転角度を [rad] とし、重力加速度を g[m/s'] とする。 振り子の腕の質 量は無視できるものとして、次の問いに答えよ。 (1) この系の運動方程式を求めよ。 (5点) ///// 4[m] [rad] g[m/s²] ~2m[kg] 図4 (2) L=21および2=1のときの振り子の角加速度を求めよ。 (5点) 2 mr 2 (3)において、 を長くしていくと振り子の最大角加速度はどうなるか。 (4点) - 6. 図5に示す質量m[kg] の物体1の壁側の端にバネ定数 k[N/m] のバネが取り付けられ、 他端にパネ定数 付け

(3) 答えがあいません、説明していただけませんか🙇‍♀️ （4）もお願いします

24 斜方投射 地上39.2mの高さの塔の上から,小球 ¥9, を水平から30°上方に初速度 19.6m/sで投げた。重力加速 度の大きさを9.8m/s^ とする。 (1)投げてから最高点に達するまでの時間は何秒か。 21=0 19.6×2=9.8 0=98-9.8t uo 19.6m/s t 24. > 30 (1) 19,600s 39.2m (2) 1.0秒 40.4m44.1 (3) 2.0秒4秒 (4) 33.9m 12 9.8 4.9 た (2)最高点の高さHは地上何mか。 H=9.8t-1/1.9.8、ビゴ =9.8-4.9 1.2 4.9. (3) 投げてから地面に達するまでの時間は何秒か。 ○○ 441 = 9.8-4.9ビ 投げ上げ 39.2= 4.9+²+9.87-44 =0.1+0.2-0.9 t2t-9 (t-4)(+-2) (4) 小球が地上に落下した点と塔の間の水平距離は何mか。

助けてください有効数字さっぱりわかりません！ 単位mを用いて指数表記せよ ①25m ②0.15km 有効数字を考慮して計算を行い、指数表記で示せ ①3.96×8.2 ②1000÷30.00

下線を引いた部分の導出が出来ません 教えてください。。

17 17 1.4 電位 例題 37- ・電気双極子 短い距離を隔てて置かれた土gの点電荷から十分遠く離れた点の電位と電 界を求めよ。(このような1対の点電荷は電気双極子とよばれ,p=ql (1は-g か ら+q に向かうベクトル)を電気双極子モーメントという。) 12 P -9 O A +q 図 1.12 【ヒント】 極座標 (r, 0)を用いて, 電位を表す. 【解答】 電荷対の中心にとった原点からの距離にある点Pでの電位を求め る。 図のように, 点Pと正負の電荷との距離 1, 12 をとる。 電位は Φ=- q となる. いま、点Pが原点Oから十分に遠く r≫lであるとすると図より n=r- Y 12/21 cos, =r+= ただし, 0 は OP とベクトルのなす角である.したがって, p=ql とおいて = ql cos 0 p cos 0 2. 4 xeo(21² COS²0) 4 πEar 2 となる.つぎに, 式 (1.15) を使って点Pの電界を求めると、そのγ 0成分は 1d psine Er= app cos 0 ar 2013, Eo= r304πeorg 問題。 3.1 一様な電界E の中に置かれた双極子モーメント』の電気双極子について (1)偶力 N が,N=p×E () ギーU が,U=-p・E

慣性モーメントを求める問題です。 解答は平行軸定理を使っているようですが、求めたい軸が質量中心を通っているのに？って感じでわかりません。 どなたか説明してくだされば幸いです。 変な質問してたらすみません。

dr 図4.12 図 4.13 図4.14 問題 質量 M, 底面の半径 α,高さんの一様な直円柱について, 質量中心を通り高さ 方向と垂直な軸のまわりの慣性モーメントを求めよ ( 図 4.13). .2 図 4.14のように, 点Oを中心とする半径 αの円板から、 その半径を直径とする 円をくり抜いた質量 Mの板がある.この板に垂直で点を通る軸のまわりの慣 性モーメントを求めよ。

青のラインを引いてるとこの意味が分からないです、。 必ず何条と戻さないと行けないのですか？ すみません、解説よろしくお願いいたします🙇‍♀️

ゼミナール 計算してみよう 次の計算をしてみよう。 計算結果は指定された単位であらわし、 必要な場合は 有効数字についても考慮しよう。 11辺が1mの立方体の体積は何か。 また何cm か。 リットル ② 1L = 1000cmである。 これは何か。 ③ 縦34cm 横 16cm 高さ34cmの石油タンクには、 何Lの石油が入るか。 • ④ 1時間に4km歩く人の速さは何m/sか。 ⑤縦1.8m・横90cm の畳の面積は何m²か。 ⑥ 身長が 1.50m, 1.42m 1.65m の3人がいる。 3人の身長の平均は何mか。

物理の力学の問題について質問です。 過去問を解きたいのですが全く答えが分からないため、解いて頂けないでしょうか？

物理学 ⅡⅠ 期末試験 問題用紙も回収します。 選択式の問題は、正しい選択肢を記号で記すこと。 記述式の 問題は､解答だけではなく、 解答に至る考え方も書くこと。 ベクトルはそれとわかる よう書くこと. ① 質量mの質点の位置ベクトルを、運動方程式を Fとする｡ (1) 質点の原点のまわりの回転の運動方程式を導出せよ。 (2) 外力Fが中心力のとき、 角運動量が保存することを示せ。 (3) 質点が (x,y) 平面内を運動する場合、 原点のまわりの角運動量を極座標 (r, Φ) を用いて表せ。 2② 軽い針金でできた一辺lの立方体の枠がある。 1つの頂点に糸をつけ、隣接す 頂点P1, P2, P3 にそれぞれ質量 mi, m2, m3 のおもりをつけて吊り下げたとこ ろ、静止した。 重力加速度ベクトルをg とし、 OP = r. (i=1,2,3) とおく。 7₁ g↓ (1) 系の重心 (質量中心) Gの位置ベクトルrc をri を用いて表せ。 (2) 重力は重心Gに働くとしてよいことを示せ。 (3) 糸の張力の大きさを求めよ。 (4) 重心G と支点は鉛直線上に並ぶことを示せ。 (5) OP が回転軸のときの慣性モーメントI を求めよ。 (6) P1P が回転軸のときの慣性モーメントⅠ'を求め よ。 3 固定軸のまわりで回転する剛体を考える。 剛体の質量をM,重心GとOとの距離をん, 剛体 の軸Oのまわりの慣性モーメントをIとする。 図 のようにx,y,z軸を取り、 剛体の運動を偏角めで 表す。 重力加速度をg とする。 x P3 Ø R 2₂ G Mg P2 P1 (1) 回転の方程式として正しいものを選べ。 do (a) IapzMgh cos o (b) latMghsin o (c) IamMgh cos o (d) apzMgh sino (2) 運動は微小振動であるとする。 周期Tとして正しいものを選べ。 Mgh (a) 2 I I 9 (b) 2 Mgh 2ヶ (c) 21 (d) 2π√√ h 9 (3) 運動は微小振動であるとする。 初期条件として、角度だけ持ち上げて静か に離した。このときの重心の運動として正しいものを選べ。 但し以下では、 は微小振動の角振動数を表す。 (a) r(t) = hoo cos(ft), y(t) = h (c) π(t)=hdo sin (St), y(t)=h (e) x(t)=hdocos (ft), y(t)=hdo sin(St) (b) x(t)=h, y(t)=hdocos (nt) (d) π(t)=h, y(t) hdo sin (St) = (4) 前間の重心運動に対応した回転軸Oに働く抗力 R = Rzex + Ryey として正 しいものを選べ。 (a) R=-Mg, Ry=MhQdocos (t) (b) R=0, Ry=MhΩ2 do sin (nt) (c) R-Mg, Ry=0 (d) R=MhQ2 do cos (St), Ry=MhΩ do sin (Qt) (5) 安定に静止した状態で、 剛体に角速度ω を与えた。 この場合の力学的エネ ルギーEの値として正しいものを選べ。 但し位置エネルギーの基準点は0と する｡ (a) E = 0 (b) E=Mgh (c) E-Mgh (d) E ==Iw (e) E ==Iw+Mgh (f)=1/2Iug-Migh (6) 前問の初期条件の下で、 剛体が1回転するために必要な角速度wo の最小値と して正しいものを選べ。 (a) 0 (b) √20 (c) 2Ω (d) 4Ω (7) 回転軸の位置、 すなわちんの値を変化 させたときの慣性モーメントIの変化を 表すグラフとして正しいものを選べ。 -h A" (b) $+) (d) ・h