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

(3.4.27)の途中計算がわかりません、教えてください

例題3.6. 次の質点系の例を考えよう。 1 L 95 (9) () det(Aij) = det(gij) 3 0, rank(g:j) =D N-R (3.4.21) 三 (3.4.22) を考える。 このLは,変換 6g' = °(t)。(g), St=0 (3.4.23) に対して,次の条件のもとで不変である.。が gi; のゼロ固有値ベクトル 9ij。 = 0 (3.4.24)

3枚目の(1.2.7)や(1.2.8)はどのように出てくるのでしょうか？

ホロノーム系と非ホロノーム系 拘束条件は一般に微分形で与えられる。 力学変数をa' (i=1~N) とすると, 拘束 条件は次のように表される: W。= Qai(z, t)de'+ ba(2,t)dt =D 0, (a=1~b) ここでaは拘束条件の番号を表す添字で, kは拘束条件の数である。aai と bail と時間tの関数で, aai(z,t) は aai(2', 2?, … … aN,t) の略記である. また同一項 で上付き添字と下付添字の現れる場合はその添字について和を取るものとする (和) 号とを省略).したがって, 上式ではiについて1から Nまでの和を取る。 Weのうちで独立でないものは落とし, Waはすべて独立とする.これら w。のうち で積分可能なものがあれば, その拘束条件を積分形で表す方が便利なことが多いそ こで,積分可能なものは積分し 9u(z,t) = Cu, (μ=1~m) と表そう.Cu は積分定数であり, m は積分可能な拘束条件の数である。積分可能で ない残りの拘束条件は W。 = aoi(x,t)de" + b。(x,t)dt' = 0 (0=1~k-m) となる。この場合, 力学系の拘束条件は (1.2.2) と (1.2.3) で与えられることになり, 自由度は N-kである. 3次元空間の中の n質点系の場合は,当然 3n-kとなる。 すべての拘束条件 (1.2.1) がすべて積分可能な場合,つまりk=mのとき, この糸 をホロノーム系 (holonomic system) といい, 積分不可能な拘束条件のある場合を非 ホロノーム系という。 ホロノーム系の簡単な例は, 1質点が2次元曲面上に束縛されている場合である。 例題1.1. 曲面上の運動 曲面への法線成分を n; とすると, 質点の運動は法線に垂直であるから, 拘束条件は w= n;da° = 0

ネーターの定理から時間の並進対称性に対応するエネルギー保存則を導出しているのですが、時間変数の変換のところからよくわかりません どなたか解説お願いします🙇‍♂️

4.5 La 人 陳内も> 。. ー彼柏gに 9して あるパラメータ 。で記 きれる変換 (⑮), 9(5) を考える。 だだし, s王0 において, (0) =g 9(0) =9が っているものとする. ラグランジアテン (@,9) がこの変換に対して不変であ 成立 る条件は ar(g(5), 9(s)) _ 9Z(@(8), 9($)) 99(s) 、 9ル(9($), ($)) 99($) 誠 較前蘭較較83iiaE 9966)is 0の であぁる. 特に s一0の極限を考えれば _ 97(9.9 6g(s) のル(g, 9) 99($) 58間Iポ99 | 9s 1-。 _ 9 9ル79の のg(s) 所 97(g9,9) 9 99(3) (のの語認の0 @3 し ⑯? 〈⑦2 (2た)間計条 _ 9 / 97(@9) 99(⑤) 6 の2 和) (4.5.2) (4.5.2) 式より一般に だ な王乱 SO が運動の積分としなる. これをネーターの定理と呼ぶ. 具体的に 個の自由質点系

この3の問題が分かりません運動量とFベクトルの所は出来ましたが角運動量とNの所が分かりません…解説お願いします…

2 り軸を水平方向に。 ヶ四を鉛直方向にとる誠 京が藻下を始めた (> 0)。重力加速鹿の2 その後, 時刻#=アにこの質点基 の質点の位置を玉 = (>,ゅ2)庄弄 と速度あぁ をベクトルの成分を款 3ぅ ァ,y軸を水平方向に, z 軸を鉛直 質点を斜めに投射した (oo,ao 時刻#における, この質点の運 リリ メント / をベクトルの成分を示 3 SNつらIN 4 xy 平面上の原点を中心とした半筆2 一定の速さで動いている質量 5.0 kg クトルの成分を示して答えること議 5 デー(有coso8 月sino6 og) という運 (1) この質点の運動の軌跡はどの (2) この質点の運動量と角運重量| 6 質点系の内力について, 記護

問題に解答解説がなく困っています。どなたか解答解説宜しくお願いします。

[問題] 図 1 に示すように, 頂部に質量 =10*[kglを持ち 柱脚部が地面に固定された高さ 500[cm]の片持柱があ PP る。ただし, 柱のヤング係数は -2.06X10*[kN/cmr], 断 面二次モーメントは た10'[cm]で一様とする。また, 柱 の質量は無視し, 図 2 に示すような 1 質点系で表される ものとする。次の問いに有効数字 3 桁で答えよ。 1) 柱の固有周期 7 [s], 固有振動数Hz], 固有円振動 数 [rads]を求めよ。ただし, 柱の剛性は だ3g7/ 2 で表される。 図1 2) 2 に示すように, 桂の頂部の水平 を急に除荷 した場合の自由振動の解 xiO[cm]を求め,, グラ フの概形を図示せよ。ただし, 柱の初期変位 1[cm]とする。 3 この柱の頂部に=3還の質量を赤せた場合の柱の固有周期 7 [s], 固有振動数/' [Hz]を求めよ。 4) 3)の状態のまま, 柱に初期変位 の=0.5[cmlと初期速度 =20[cms]を与えた場合の自由振動の解 (O[cm]を求め、 グラフの概形を図示せよ。

円板の距離を求める問題です。 解説のラインをひいたところから先の書いてあることが理解出来ません… 解説お願いしますm(._.)m

下の図のよう 様な材質かつ一様な厚さの半径4 r の円板人から、その円に内接す: 円板Bをくり抜いた。残った板Cの重心を点c、もとの円板Aの中心を点a とする。 の での距離として、最も妥当なのはどれか。 0 > 人 き 65 る 2 記護 8 うー 4 0 3

この問題の垂直抗力Rはなぜ図のような向きなのでしょうか？普通Mgと同じ向きだとおもうのですが…

還凍本OO esな棒の上端が 水下に上定されただ潮計 な 詳。ょ> ,をこの財定を全面内で拉 い gtなすとどのような運動をする か・飲小拓動の場合の訂記記 か 必 棒にはたらく力は, 重心Gにはたらく重力 ん と周定棒からの垂直抗力だ だ けで, みな鉛 直方向に作用する. 重心の初速度は 0 であるか ら, 重心Gは初めの位置を通る鉛直線上を上下す る. 抗カは重心Gのまわりに棒を回転させるよ うにはたらき, 棒の上端は左右に振動する. 機棒からGまでの距離を9, 棒が鉛直方向とな す角をのとすると, 之且程基は 重心の運動: 79=479玉 し 重むのまわりの回転 : 6 リー/cosの であるが, 徹4