マカ丸のところのマイナスってなんでつくんでしょう、教えてください、！

(2) 雨滴の半径を r = 1.0mm = 1.0 × 10 - m とし, cz = 1.0 kg/m° お よび例題2.3で与えた数値を用いて, 終端速度を求めよ。 この結果より, この雨滴には慣性抵抗が強く作用することを示せ。 (1)v=zとおくと, (2.26) 式は, dv 72 mg dt m Y2 となる。 ここで, 0∞ = mg と置き換えて両辺をvvv2でわって(変 V 72 数分離をして) 積分する。 積分定数をCとして v² Sat g dv = 20% v +000 V-V∞ Vo v+v∞o 29 t+C . log V-V∞ V∞ を得る。初期条件 「t=0のときv=0」 よりC=0となり, 2gt v + Voo - V∞o v = √ = exp(-2gt 1- exp - Voo ∴.v= Voo (2.27) Voo 2gt 1 + exp Voo を得る。 (2.27) 式のグラフを図 2.13 に示す。 (2) t∞ exp Voo 2gt) →0であ v るから, 2.27) 式より終端速度は, v=Z=vo となる。 雨滴の半径をr=1.0mm = 1.0 ×10-3m,C2 = 1.0kg/m3として例 題 2.3で与えられた数値を用いて -Voo mg V∞ = = Y2 4лрrg 3c2 図2.13 慣性抵抗を受けた雨滴の速度 = 6.4m/s を得る。 最終的には,rv∞ =6.4 × 10-3m²/s>3.4×10m²/sとなり、慣 性抵抗が‘より強く作用する条件を満たす。

5,6,7,8解き方が分かりません…

5. 等加速度運動 (ii) で,速度の向きを検討せよ.ただし,20とする。 C2 C2 (C1 > 0 のとき常にà > 0, C1 < 0 のときt<- ならば 0, t> - なら 201 2c1 ばぇ < 0) 6. x軸上をx = a + b sin wt で運動している質点がある. ただし, 0<b<a,w> 0 とす る.位置,速度、加速度の図を描き,速度,加速度の大きさが最大値となる時刻を位置 のグラフに移し, 位置のグラフ上に,それぞれの大きさと向きを示せ. 7. 自動車が時速100kmで半径200m のカーブを曲がるときの加速度を求めよ. (3.86m/s2) 8. 遠心分離器が1分間に4000回転するとき,回転中心から10cmの位置での加速度は重 力加速度の何倍か. (1.8×10)

物理の電磁の問題です。この問題のivとvがわかりません。ivは静電ポテンシャルを使うということはわかっているのですが、使い方がわかりません。教えていただけると幸いです。

(1) 点 (a,0,0)に点電荷-α, 点 (-α, 0, 0) に点電荷+2g をそれぞれ置く。 電荷の周囲は真 空とし, 真空の誘電率を∈。 とする。 (i) ry-平面内でこれらの電荷の周りの電気力線と静電ポテンシャルの概形を描け。 (ii) 原点(0, 0, 0) での静電ポテンシャルと静電場のベクトルを求めよ。 (iii) 点(0, 4, 0) での静電ポテンシャルと静電場のベクトルを求めよ。 a, (iv) 点電荷 Q を原点(0, 0, 0) から点 (2a, 0, 0) に移動させた際に静電場が電荷にする仕 事と,点(0,0, -a) から点(0, 0,α) に移動させた際に静電場のする仕事をそれぞれ 求めよ。 (v) これらの電荷から十分離れた点 (x,y,z) (即ちr=(x^2+y^2+z^)1/2>>αとなる点)での 静電ポテンシャルを求め、 どのようなポテンシャルになっているか説明せよ。

量子力学の問題です。 わかる方おられませんか

2. 外部磁場中の荷電粒子の量子力学、 Landau 準位 ベクトルポテンシャル A(t,x)、 スカラーポテ ンシャル (t,x) がある3次元空間の中を質量m、 電荷eをもつ荷電粒子の運動を考える。 その運動量 をp、 位置座標をェとすると、 荷電粒子を記述するハミルトニアンは以下で与えられる。 1 H(t, z,p) = -(p- eA(t, x))² + eo(t, x) 2m (1) (1) この荷電粒子を表す波動関数を重(t,x) としたとき、 確率密度と確率の流れの密度は、ベクトルポ テンシャルがない (演習問題No.1の) 場合に対し微分∇を 「共変微分｣Dに置き換えることで 得られることが知られている。 p:=²=v*v, J:= {*D-(D)*} ここで、 2m D:= V-ie A, +∇ ･J=0が成立することを示せ。 とおいた。このとき、連続の方程式 (2) 電場E = -Vo-b と磁場 B = ∇×4が次の(ゲージ) 変換で不変であることを示せ。 at 以下電場はなく、静磁場のみがある場合を考え、磁場が向いている方向を軸とする: B = (0,0,B) Əx AA'′=A_∇入, 中→d=6+ at ここで、 入 = \(t,x) は任意のスカラー場である。 さらに荷電粒子の波動関数も同時に →=e-ie (5) と変換させた場合、 Schrodinger 方程式場=H(t,x, l∇)が変換した場に対しても同様に成 立することを示せ。 A = (0, Bx, 0) にとって、とzに依存しない波動関数 (x,y) を調べる。 (2) このとき、トの取りうる範囲を求めよ。 (3) この背景の下で縦と横の長さがLz, Ly の長方形状の十分薄い平板を0に {(x,y)|0 ≤x≤LT, 0≤y≤Ly} (7) のように置き、この平板内に束縛される荷電粒子の運動を調べる。 このとき、以下のように、ベクト ルポテンシャルを Landau ゲージ (8) (4) このことを、Schrodinger 方程式がゲージ変換のもとで共変性をもつor 共変的である、などという。 同じ量子数をもつ状態がなす部分ベクトル空間の次元のことをその状態の縮退度と呼ぶ。 (6) (3) 波動関数 (x,y)=(x)eikyのように変数分離して荷電粒子に対する時間に依存しない Schrodinger 方程式を解き、 固有関数とエネルギー固有値を全て求めよ。 ただし、演習のプリントで与えられ た特殊関数は説明なしに用いて良いものとし、 規格化も行わなくて良い。 (4) 波動関数 (x,y) は方向に周期境界条件を満たすとする。 v(x, y) = v(x,y + Ly) (5) 基底状態に対しょ軸の位置演算子の期待値 (z) をe, B,kを用いて表わせ。 また、 位置演算子の期 待値が平板内に存在する条件から、 基底状態の縮退度を求めよ。

わかる方おられませんかね

[問題 C] 講義で紹介した「一般の直交曲線座標の計算法」 を用いて、 [問題 A] の水素原子のシュレーディン ガー方程式を回転放物体座標で表わせ。 [問題 B] の結果およびラブプラス演算子を直交曲線座標で表す一般式 を用いる。) [問題 D] (余力あればどうそ) 回転放物体座標で表された水素原子のシュレーディンガー方程式は、変数分離 形であって、 変数分離形の解: (z)=f(g)g(7) 中(ゆ), を持つことを示せ。 (関数f,g, 重がそれぞれ満たす微分方程式を導いて書けばよい。)

電磁気学のローレンツ力(電子の運動)問題になります。 赤のマークで運動方程式が示される理由と、複素数を用いた連立微分方程式が分かりません。教えていただけると嬉しいです

82 一電磁場中での運動 (複素数による解法) - 電場E (ax, ay, 0) (a>0)の場の中で電子が引力を受けて ry- している。これに外部から磁束密度B = (0, 0, B) の磁場をかけたとき、振動が つに分離することを示せ､ 【ヒント] 位置座標x,yに対し, 複素数z=x+iy を使え. 【解答】 電子の質量をm、電荷を−e とすると運動方程式は mx=-eax-ey Bo my=eay+exBo となる、磁場がかからないとき、電子は角周波数wo =√ea/mの単振動をしている の連立微分方程式を解くとき, z=x+iyの複素数を使うと NOT mz-ieBoz+eaz=0 が得られる、この微分方程式の特性方程式はmi-ie Boi tea=0 である. は λ = iwt, eBo ±√e²B+4mea 2 m W+ となる.したがって、 基本解は二つの振動モード (4, _ によって N x = Ricos wt + R2 cos w_t { y= Risinwt + R2 sin w_t と表わされる. 二つの振動の分離幅は+>0,w_<0 より w+ −|w_|=- z=x+iy=Reiott + Rzeiw-t→ 2 www. eBo m となる. 電子の運動はw+, W_ の合成運動となる.

2つとも分かりません。よろしくお願いします。

* 」x N が変化する場合、ギブスの自由エネルギーG= G(T, P) のみ G= Nμ(T, P) という、N依存性をT,P依存性と分離する形で表現することができる。 問題」 一方、他の熱力学ポテンシャルについては U= Nu(S, V), という形には分離できない。その理由を説明せよ。 H= Nh(S, P), F= Nf(T,V) 問題2:以下の過程におけるエントロピー変化を求めることでその過程が可逆か不可逆か確認せよ。 (A) nモルの理想気体を温度Tの熱源に接触させて、全体の温度を一定に保ったままで体積を 準静的に V から Vz に変化させた。この時の理想気体と熱源を合わせた孤立系のエントロ ピー変化を求めることで、この過程が可逆であることを確認せよ。 (B)温度T, とTz の二つの物体(ここでT, <Tz)を短時間接触させたところ、AQ の熱が移動 した。この過程に伴うそれぞれの物体のエントロピーの変化を求め、その和が正であるこ とから、熱伝導現象は不可逆であることを示せ。

この問題わからないのですが教えてください。

問題1:粒子数 N が変化する場合、ギブスの自由エネルギーG= G(T, P) のみ G= Nμ(T, P) という、N依存性をT,P依存性と分離する形で表現することができる。 一方、他の熱力学ポテンシャルについては U = Nu(S, V), という形には分離できない。その理由を説明せよ。 H= Nh(S, P), F=Nf(T,V)

物理熱力学の問題です。解説お願いします。

問題1:粒子数N が変化する場合、ギプスの自由エネルギーG= G(T, P) のみ G= Nμ(T, P) という、N依存性をT,P依存性と分離する形で表現することができる。 一方、他の熱力学ポテンシャルについては U= Nu(S, V), という形には分離できない。その理由を説明せよ。 H= Nh(S, P), F=Nf(T,V) 問題2:以下の過程におけるエントロピー変化を求めることでその過程が可逆か不可逆か確認せよ。 (A) nモルの理想気体を温度Tの熱源に接触させて、全体の温度を一定に保ったままで体積を 準静的にVからV½に変化させた。この時の理想気体と熱源を合わせた孤立系のエントロ ピー変化を求めることで、この過程が可逆であることを確認せよ。 (B)温度 T,とTz の二つの物体(ここでT」<T;)を短時間接触させたところ、AQ の熱が移動 した。この過程に伴うそれぞれの物体のエントロピーの変化を求め、その和が正であるこ とから、熱伝導現象は不可逆であることを示せ。

全然わからないです 教えてください。

ます。 1.質量2.0kgの物体が4.0m/s の速度で右向きに運動している。 (1)右向きを正として、この物体の持つ運動量はどれだけか。 (2)この物体が左向きに 2.0N の力を5.0sec 間受けたとき,この物体が受けた力積を求め よ。 (3) 5.0 秒後の物体の速度を求めよ。 2.平面上を質量 0.10kg の台車 A と質量0.20kg の台車Bが,吸盤でくっつきながら,0.50m/s の等速で右方向に運動している。あるとき,AとBが分裂し,台車Aが左方向に,0.30m/s で進み 始めた。分裂後のBの速度を求めよ。連結して一体となっていた2台の台車がある時切り離さ れた場合を考える。 (1)分離される前の台車の運動量を求めよ。 (2)分離した後のそれぞれの台車の運動量はどうなるか。 (3)台車Bの速度を求めよ。 3.質量 1000kg の自動車が時速72km/h で壁に正面衝突した。大破して速さv'=3.0m/s で跳 ね返された。衝突時間を 0.1秒として次の問いに答えよ。右向きを+として計算する。 (1)時速 72km/h は秒速ではどれだけか。 (2)衝突前の自動車の運動量はどれだけか。 (3)自動車に 0.1秒間働いた外力(壁が自動車に与えた力)の時間平均<F>はどれだけか。 力積の大きさから求める。