２質点系モデルの問題です 学んでいる人少ないと思いますが分かる方教えてください🙇‍♀️

B. 図に示す2点系モデルにおいて,各質点の質量を,m, 水平剛性をk, k, 水平変位をとした場合、以下 の問いに答えなさい。 1. 図の2質点系モデルの振動方程式を導きなさい。 2. 図の2質点系モデルの質量及び剛性が以下のとき、各モードの固有周期を求めなさい。 m=100 ton, m₂ = 100 ton, kx=3000kN/m2=2000kN/m mz k₂ m k₁ 3.各モードの固有ベクトルを求め, 固有ベクトル図を描きなさい。 なお, 1層目の固有ベクトルの大きさは1.0 とする。

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

物理の二体問題です難しくてとけないので、 解説をお願いしたいです。 よろしくお願いします

2個の質点系(質量: m, m2, 位置ベクトル: r, r2)に おいて, 重心の位置ベクトルを rc, 重心から質点 1, 2 ヘ の位置ベクトルを FG1, r2, とすると, mc+m2IG2=0 となることを示せ. ヒント:重心の位置ベクトル r m1 質点1 mr+mr 重心 G IGA 質点 2 FG = m+m2 rG2 m2 の式と rG 12 =IG+PG1 r2 =IG+PG2 を用いる.

解析力学の問題なのですが、わかる方おられませんかね？

1. 質量 mi, m2 を持つ2個の質点系のラグランジアンが、 L= = 1/2 (m₁x² + m₂*²) - U (x₁, x2), と与えられているとする. (πは3次元の位置ベクトル)以下の問に答えよ. (i) オイラー・ラグランジュ方程式を用い, 全運動量 P = mi+m222が保存するためにポテン シャル・エネルギーU (T1,T2) が満たすべき必要十分条件について考察せよ。 (ii) (i) で得られた条件をネーターの定理によって解釈せよ. (iii) (i) で得られた条件を一般化運動量保存則によって解釈せよ. (iv) 上で考察した 「運動量保存則」 のN質点系の場合への拡張について論じよ. [(iii) へのヒント] 重心座標 X := mi+m2とr:= -22 を独立変数としてラグラン m+m2 ジアンを書き直す。

この問題の解き方は、運動量は保存することから、速度から速さに変換して、3mV=mV+2mv2 だと思ったら間違ってました。正しい回答を教えて欲しいです。

8.2 [レベル: イージー] 質量 3mの物体が速度 V = Vez で運動中に質量mの 3つの物体に分裂したとします. 1つは速度v=-Vex で,残りの2つは同じ速 さで互いに垂直な方向に運動したとき,残りの2つの速さ を求めよう.

大学物理。運動量保存則について質問させていただきます。 ⑵についてなのですが、P1とP2の角度はどのようにして求めれば良いのでしょうか？ どう計算しても答えが出せません。御回答よろしくお願いします。

6.地上から打ち上げられた花火が,上空で静止した瞬間に爆発し,3つの小 片に分裂した。この小片たちを質点系とみなして以下の問いに答えよ。 (1) それぞれの小片の運動量をp1, P2, Ps とするとき,これらの間には どのような関係式がなりたつか? (2) 運動量 pi と p2 のなす角を小片たちの運動量の大きさ p |pl, ニ P2 = |P2|, P3 = |ps| をもちいて表せ。

物理の初歩的な問題です。なぜマーカー部分の運動が－になるのですか？よければ教えて下さい

な軸のまわりに一定角速度 のおよび @2 で回転している. この二つの円板を近 図4.19のように二つの円板 (慣性モーメント h,Ia, 半径 a, a2) が, 互いに平 2 質点系と剛休の) 110 円板の接触 -例題 8 a1, の角速度を求めよ、 ただし, 軸の摩擦はないものとする。 角速度をそれぞれ @i, ohとおくと, 角運動量について hoi-he=-aFAt Iaos- laoa=-azF4t が成り立つ、この式からも分かるように, この系は全角運動量は保存しない また,緑での速度差が0 という条件から Q,0i=- a202 である。これらより I2 a2 @2 Ie 202 1 a1 2 -W1 ai 2 a2" ai a1 A2 の Ie 2 a2 O2 2 a1 Ie 2 A2 2 a1 *(量の-修 (カ痛のモーメント]) Ito dt I2 a1 の 図4.19

物理 運動方程式についての問です このモデルで各質点について微分方程式を立てる時、ばね定数kcのバネの長さ(初期位置の質点間の距離)が分からないと解答不可能な気がします この問は解答可能ですか?また、可能な場合、誘導も含めて解答してくださると助かります🙇‍♂️ よろしくお願... 続きを読む

問1 図1に示すように,質量m, m2, 剛性ふ,っである1自由度ばね-質点系の質点を接続ばね k。で接続したモデルを考える。これは既存建物にアウトフレームを設けて耐震補強をする 工法をモデル化したものに相当する。 (1)各質点の水平変位をx, 2 とする。各質点の減衰自由振動時の運動方程式を m, m,, k, k2, ko,, X,のうち必要なものを用いて表せ。 (2)固有円振動数o={o, o}, 固有モードU) = {«", u"}, v) ={?, u?}を求めよ。 必要であれば,(1)の運動方程式を行列表記し,質量行列M,剛性行列Kを用いて もよい。 (3)減衰自由振動の一般解を求めよ。また,未定係数を決定するために必要な初期条件を 示し,各自で任意に初期条件を与えた際の振動の様子をグラフに示せ。 m m2 k W- Ww ks 図1連結2自由度ばね - 質点モデル

これが全く分からないのですが教えていただけないでしょうか

問題:ロケットは、燃料を燃やしてできる燃焼ガスを高速度で噴射しながら加速する。 この加速の仕組み ロケットを本体と燃料からなる質点系として考えてみよう。ロケットは連続的に燃焼ガスを噴出して飛行 るが、ここでは初め At の間にどれだけ物理量が変化するか離散的に考え、後で連続極限 At →0 を取 ことにする。また、ロケットは直線的に運動しているとして1次元的に扱い、 ベクトル表記はしなくても良い 時刻[s]において質量 m(t) [kg] で速度 v(t) [m/s] で飛行しているロケットが、 「単位時間あたり質 b>0[kg/s] の一定の割合」で燃焼ガスを後方に「一定の大きさVの相対速度」で噴射しているとする。 ここでVはロケットと燃焼ガスの相対速度の大きさであり、ロケットの進行方向を正の方向とした時、 焼ガスの速度はv(t) -V で表すことができる。 短い時間 At の間にロケットは質量 bAt の燃焼ガスを後方に噴射しているので、 時刻t+ Atにはロ ケットの質量はm(t+ At) =D m(t) + Amになり(ただし燃焼ガスを噴射するので Am = -bAt < 0)、ロ ケットの速度は v(t+ At) =D v(t) + Avになるとする。 (注:この問題ではロケットは宇宙空間を飛んでいるとし、地表で働く一様な重力は考えなくて良い。) (1)燃料の噴射前後(時刻とt+ At の間)でこの質点系の運動量が保存することを式で表そう。 エンジンの中で 噴射するガスの 反作用で加速 燃料を燃やしてできる 燃焼ガスを噴射 物理学I(精機)第12回 レポート問題 1 問題(つづぎ): (2)(1)で得られた式に対し、 Amと Av は小さい量なので、 その積 AmAv = 0 という近似を用いることで、 m(t)Av + VAm%3D0 の関係が得られることを示せ。 (3) At の時間が経つ間のロケットの質量の変化は Am でのロケットの質量の平均の変化率は ーbAt <0 で与えられることから、 At の時間内 Am =DーDD<0 At と表現される。At →0 の極限を取ることでロケットの質量の変化を表す微分方程式を導け。 そして、 初期条件としてt3D0[s] でm(0) =D mo [kg] を与えることで、 初期条件を満たす特解 m(t) を求めよ。 ただし、この問題で扱う時間の範囲内ではロケットは内部の燃料を全て噴出するほど時間は経ってい ないとする。 (4)(2)で示した式を At で割って At → 0 の極限を取ることで、 速度vの変化を表す微分方程式を求めよ。 (5) ロケットがt=0[s] で静止していた(v(0) %3D 0)として、 (4)で求めた微分方程式の初期条件を満たす 特解 v(t) を求めよ。

式(6.2.5)のひとつめの等号でデルタ関数が出てくるのはどうしてですか？

6.2 変分法 質点系の場合に第1章で述べた, 作用積分の変分と,それによって導かれるラグラ ンジュ方程式やハミルトン正準方程式などについて場の理論へ拡張した形式を記して おく、 前節で述べた L(ゆ,中山(x))は, 質点系の場合の L(qg,4)に対応するから, 作用積分 はそれを時間tで積分したものである; t2 J(の) = -| 1101(0(a)、中(2) dt ti = 1エ(がは)、の() この作用積分の両端を固定した変分をゼロとおくことにより, 場の運動方程式がえら れる。時空点 " における場の量の変分 6° (x)を考えて 「aL(φ(a'),中μ()) so (x) + OL(6(r)、の()56° ju O0°u(2) 6J L60 () 三 0p(x) 30 (6.2.2) この第2項の60uは z" を固定した変分であるから (6.2.3) 60= 60,°(z) = 0,66° (z) である。それゆえ, 第2項を部分積分して, z→ ○0で6が(x)→ 0, およびt=Dt,tな で (6.2.4) 60°(z, t) = 66°(,tz) = 0 を用いると, 6()= | OL(¢(r'), ¢u (2')) d*r 「OL(¢(z'),@ル (ポ) 00°, 0p(z) Te (6.2.5) OL(OE) C () 160) OL(o(z), ¢.v (エ)) 0g(z) 0= (2)。9 00°p