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物理 高校生

この問題がわかりません教えてください!

東京 R O ブェノスアイレス 図1地球貫通エレベータ 図1のように地球に東京から地球の中心を通り、アルゼンチンのブエノスアイレス (1400km 程ずれますが)までトンネルを掘り、直通のエレベータを作ろう。 このトンネ ルの中は真空とし、再辺で動かそうと思う。地球の密度pは均一であるものとする。摩擦 もない。地球(質風、Me) とエレベータ (質量、 m) の間の力は、万有引力の法則が成り立 ち、地球の半径を R、 万有引力定数をGとすると地表では、 , Mcm F=-G- R =-mg, という万有引力が働く。 ここでgは重力加速度である。しかしながら地球の内部に入って 行くと、ニュートンのシェル定理によって中心からエレベータの位置までの質量のみがカ を及ぼし、それより外側に位置する分の質量からの寄与は相殺される。以下の問いに答 えよ。 1. 半径zまでの質量を M(z)とする時、 その深さでの寄与する万有引力F(x) を記せ。 2. 地球が球体であるとした時に、 地球の質量 Mc と、 半径rまでの質量M(x) を、 半 径Rと密度pを用いてそれぞれ表わせ。 3. ここまでの結果と、 (1) 式を用いて、 F(x)の表記から、 McとGを消去し、 カ F(z) を」とRとむを用いた表式に直せ。 4. エレベータの運動方程式を書き下せ。 5. 運動方程式を解け。 但し、t=0で、 r=R、 "=0であるとする。 6. 東京からブエノスアイレスまでの所要時間を求めよ。 7. 地球の半径をR=637x10°m、 重力加速度、g=9.80m/s° とし、 所要時間の値を 分単位で求めよ。

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物理 高校生

この右上の図はなぜt=0のときの波だとわかるのですか? Pに波の先頭(端)があるからってことですか?基本的なことが理解できてない気がします😢 例えば、写真2枚目ようなグラフだった場合、t=0より前だということであってますか??

) N つ正の万向に75 m 離れた位置に,自由端反射をする反射板R をx軸に垂直に置いた。 AR間で合成波を観測側したところ, 振幅が0 となる点が複数あった。この内, Aに最も近い点はAから何 離れ ているか。 4 (東京理科大) 71* 国 図は縦波を表すグラフである。 x 軸は媒質のつり合いの位置を, y 軸 は左右への媒質の変位(右方向を正)を 0.14y [m] P 三2-10 1 2 3 x 表す。 0.1 波は右へ速さ2m/sで進み, 波の先 端が自由端P(x=5mの位置)に達した時刻をt=0sとする。 (1) この波の周期はいくらか。 ¥(2) t=0sにおいて, 媒質の密度が最も疎である点のx座標を図の範囲 で答えよ。 X (3) 右方向の媒質の速度を正として時刻t=0sにおいて, 各位置にお ける媒質の速度uの概略を, 図の範囲内でグラフに描け。 (4)ア) この波が自由端Pで反射して, 反射波の先端が点x=0mに達す る時刻を求めよ。 XX(イ)その時刻において, 図に示す各位置での変位をグラフに描け。 x(ウ) x=0mにおける媒質変位の時間変化を 0St<4.5sの範囲でグ ラフに描け。 (5) Pが固定端の場合について, 前問(イ), (ウ)のグラフを描け。 (名古屋市大+信州大) 72 x 軸に沿って正弦波が伝わっている。図1は時刻t=0 [s] における 波の変位yの空間変化, 図2はx=0 [m] における波の変位yの時間 変化である。 (1) この波の振幅, 波長, 周期, 振動数, 速さはいくらか。

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物理 高校生

(15)から(16)の間にかけて行う、「観測者が観測する振動数f‘はV=f’λ‘から…」というところのVはなぜここでもドップラー効果がない時と同じ速さを使えるのですか? 私個人が思うには、音波の速さは媒質にしか依存しないために、音源がどれだけ早く動こうとも媒質の条件が同じで... 続きを読む

式(13)·(14)の導き方 音波の伝わる速さは, 音源の速度に関係しない。したがって, 音源が位置Aを通過するときに出した音は, 時間 t[s] が経過したとき, Aを中心とし た半径 Vt [m]の円周上の点C, Dまで広がっている。一方, 音源が時間 t[s] の間に点 Bまで進んだとすると, AB間の距離は Ust [m]である。 振動数 f[Hz]の音源は, 1秒間にf個の波を出す。したがって, 時間t[s] の間には, ft 個の波を出している。この波は,音源の前方では BC間にあり,距離 Vt-ust[m] の間に,ft 個の波が存在することになる。その波長X[m]は, Vt-ust Vー Us V-Us …(15) ニ ft f となる。観測者が観測する振動数f(Hz]は, V=f"Xから, 次式で表される。 f=ーマー V V -f V-Us …(16) 音源が静止した観測者から遠ざかる場合の波長と振動数も,それぞれ式(13), (14) で表される。このとき, 音源から観測者に向かう向きが正であり, Us<0となる。 い 70r10 の喜を連続して出し

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