東北大学令和5年度AO入試理学部物理系の問題です。解答がない上、解きすすめ躓きました。よければ(4)以降教えていただけると幸いです。よろしくお願いします。

問2 図2のように xy平面内を運動する荷電粒子を考える. 紙面表から裏向きに磁束 密度の大きさBの一様な磁場がかけられている. 荷電粒子の質量をm, 電荷をg (g>0) とする. 重力の影響および荷電粒子の運動による電磁波の放射は無視できるとする. 以下 の問題では、粒子の速度および加速度が粒子の位置(x,y) の時間tによる微分を用いて, dx dy) および (az,ay) = dvdvy と与えられることに注意すること. (Vx, Vy) = dt' dt. dtdt (1) my 平面内での荷電粒子の速度が (vェ,y), 加速度が (azsay) のとき, 荷電粒子の運 動方程式を m, ax, ay, Us, y, 豆, B を用いて表せ. (2) 荷電粒子の時刻t = 0 での速度が (ux, y)=(V,0)であるとき,一般の時刻 t (t> 0) での速度は (ひz, y) = (V cos wt, V sin wt) となる. ここでw, V は定数で ある. この式を問 (1) の運動方程式に代入することによりωを求めよ. 次に図3のように, 一様磁場に加えて,大きさ E の一様な電場をy軸の正の向きに加 える. (3) 荷電粒子が時間によらない一定の速度 (uz, Uy) で運動しているとき,その速度 (ux, uy) を B, E で表せ. う (4) 問 (3) 一定速度 (uz, Uy) で動く観測者からみた荷電粒子の速度を (ぴっぴY), 加速 度を (ds, dy) とするとき, 運動方程式をm,d's dy, 2,4,B,Eのうち必要なも のを用いて表せ. (5) (4) において, 時刻 t = 0 での速度が (v^2)=(V', 0) であるとする. 問 (2) の 結果に注意して,一般の時刻t (t> 0) での (vay) をt,w, V' を用いて表せ.ここ 問 (2) 解である. (6) 静止している人から見て, 荷電粒子が時刻 t=0において位置(x,y)=(0,0) から 初速度(vェッuy) = (0,0)で運動をはじめた. (a) 時刻t (t > 0) での荷電粒子の速度 (vx, y) を t,w, B, E で表せ. (b) 時刻 t (t > 0) での荷電粒子の位置 (x,y) をt,w, B, E で表せ. (c) 荷電粒子はæ軸 (y = 0) から離れたあと, 時刻 t = T (T> 0) で再び軸上に 戻った. t = 0 から t = Tまでの荷電粒子の軌跡の長さLをw, E, B で表せ. 磁場B 速度(vェッy) 荷電粒子 図2 -X 磁場B 図3 電場E IC

これの問5が分かりません。運動方程式の解の導き方、そしてグラフを教えていただけると幸いです。

2 なめらかな水平面上で、 ばね定数kのばねにつながれてæ 軸方向に振動する質量mの物体が ある｡ バネが自然長になっているときの物体の位置をæ=0 とする。 1. この運動の運動方程式を書け。 dx A 2. 時刻 t = 0 で物体の位置と速度が、x=0、 = v として与えられたとする。この初期 条件のもとで、運動方程式の解を求めよ。 dt (1) - th 次に、その物体が (バネの力に加えて) (0) を受けるとする。 ただし、Cは十分に小さい定数と仮定してよい。 速度に比例した抵抗 3. この運動の運動方程式を書け。ht()() <4>上記方程式のばね定数k およびCの単位を書け。 ⑤ 時刻 t0で物体の位置と速度が、0、 = として与えられたとする。この初期 条件のもとで運動方程式の解を求め、時間tの関数としてのグラフをかけ。 dt XEROSO

この問題の(4)が分かりません。 どなたか解き方を教えていただけると嬉しいです。

〔I〕 カたとたが作用する 2次元xy平面上の浮遊剛体を考える。 図1のように剛体に固定される座 標系(剛体座標系)をx-yとおき,たとたの作用方向がx軸となす角度をそれぞれα1, αzと する。また、たとたに沿う直線と重心との距離をB1, β2 とする。 慣性座標系x-yにおける剛体の重心位置を(X,Y)とし、慣性座標系x-yからの剛体座標系 xby の回転角度を8 (反時計回りを正) とおくとき、以下の問いに答えよ。 なお,剛体の質 量をm,慣性モーメントをJとしたとた以外の力は作用しないものとする。 (1) Xb,Y方向の力FxbとFybを求めよ。 ②回転モーメントT を求めよ。 ただし反時計回り方向を正として定義する。 (3) 浮遊剛体の並進 (x 方向とy方向)と回転に関する運動方程式を示せ。 なお, Fxb, Fyb, お よびTを使った表記としてよい。 2 sin (α1) + β1 sin (α2)=0となるとき, Fyb を 01, β1およびT を用いて表せ。 ただし, β1.2 ≠ 0とする｡ ► Yb Xb 0 x α1 (慣性座標系x-yと剛体座標系x-yb) 図 I Yb. (X,Y) az And

この問題の答えと解き方を教えてください🙇‍♀️

図1の速度のx 方向, y方向の成分をそれぞれ求めよ。 (2~4は図2をもとに答えよ。 1目盛りは1.0m/s を表す。) 2 AUB の合成速度を求めよ。 3 4 速度が 7.0s 間で7Bからに変化した。 平均の加速度を求めよ。 5 がけの上から小球を水平右向きに 14.7m/sの速さで投げた。 2.0s 後, 小球は空中にあった。 このときの小球の速さを求めよ。 6 水平な地面から小球を初速 19.6m/s, 仰角30° で投げ出した。 小球 が再び地面にもどってくるのは何s後か。 up の物体の相対速度を求めよ。 速度の物体から見た速度 y10m/s UB ひ 30° 図 1 北 141 図2 x

[偏微分方程式] 写真の境界値問題の答えが正しいかどうか分かりません。有識者の方、間違っている箇所があるか添削していただけないでしょうか？

偏微分方程式 gute). at gult). Q. C ERTILAR 17 Uzt) 0 =Vwater. 領域 +20,0000で解け、パラメータの 定義域はする。()は任意の微分可能な関数とする。 UGU= XWTH & DETEA (HILBE. - 11/01 - 10/08 2X= (w X FY dx また、 Xox)= Cilaječuz 12 (2a PAI は1つの解 Tro-Ge-wet. は1つの解 よってukat)はすべてのWについて足し合わせて、 u(x,1)= となるから. U (x, t) = となる。。 N 27C 200-(w (3x). 14 DO Acase 初期条件より ¿wx UGGE) 100 = Uces = to fome Alone con dw. Fy Fl. iw (x-ct) dw. (Acus) = C₁(w) · C₂(w₁) -iwx A (0) = . Ulare - care dx. =_ Lo za -iwu + L L Ucare-i due TW (R-CT) <-00 271 dw

すみません。全く分かりません。解答を作って欲しいです。お願い致します。

問題3 図3の回路において、以下の各問いに答えよ。 2) 電流I、I、I を求めよ。 IN 352 R₂ 5) AB間の電位差を求めよ。 I Ri A → W B 12V 図3 252 152 R₂ D 1) 経路 C→A→Dと経路C→B→Dの抵抗値をそれぞれ求めよ。 TITUR 3)この回路全体の抵抗値を求めよ。 4) 抵抗 R1 および R3 における電圧降下量を求めよ。

すみません。最初から最後まで分からないので、解答を作って頂けないでしょうか。お願いします。

問題2 屈折率 n および nB の透明な素材 A, B で図 I,ⅡIのような光ファイバーを作 った。 図Iは中心軸を含む断面図 ⅡⅠIは中心軸を含む断面に垂直な断面を表し ている。 いま、空気中にあるこの光ファイバーの一端から図 I,ⅡI のように単色 光線を入射 (シータ) で中心に入射した。 単色光線は図Iのように進み、A からBへの入射角は (ファイ) で、 AとBの境界面での屈折角は90° であっ た。 なお、空気の屈折率は1とする。 なお、 三角関数の各種公式は教科書 252ペ ージに記載されている ev 屈折率 n > 1) O A( 屈折率 n 1) B 図 I 図2 1) 屈折の法則から sin を、 n と n を使って表しなさい。 2) 単色光線が素材Aに入った時の屈折角を、 Φを使って表しなさい。 3) 屈折の法則から、 n を0とΦを使って表しなさい。 4) 0をnとnB を使って表しなさい。

（6）と（8）を教えて頂きたいです。

近軸光線と ためには、鏡の高さはいくら以上なければならないか. [4] 光線が平行平板ガラスを透過するとき, (1) 入射光線と透過光線が平行であることを示せ . [3] 身長 170cm の人が垂直に置かれた鏡の前に立つとき,自分の全身の姿を見る ガラスの屈折率をn, 板の厚さをd,入射角を0とすると, 入射光線と透過 (2) 光線のずれの距離 ▲は A = d cos 0 Vn2 - sin20 光源 -a→o となることを示せ . [3] 図6.15のように,直角に置かれた2枚の鏡がある. それぞれの鏡から距離 α, もの位置に置かれた光源の像を求めよ. の全面積を求めよ.ただし, 水の屈折率を 1.33 とする. [6] 水深 2.75m のプールの底に点光源を沈めた. 光を水面から放出している水面 [7] 半径10cm の水晶の玉の表面から8.0cmの深さのところに,直径 5.0mm の 球形の不純物がある. この不純物を真上から見たとき, 不純物球は表面からどれだけ の深さに、どれくらいの大きさに見えるか.ただし, 水晶の屈折率を1.54 とする. [8] 焦点距離 12 cm の凸レンズと凹レンズの前方に,それぞれ高さ 1.0cm の物体 を置いた。レンズから物体までの距離が次の場合について, 像の① 位置, ② 高さ ③ 実像 虚像の別,および正立・倒立の別を求めよ. (1) 24cm (2) 6cm [9] 凸レンズと凹レンズの結像の公式を, a を横軸, bを縦軸にとってグラフで描け. MG 15 sin 0 眼 ただし, 光線は

例題のように問9を解きたいのですが、答えが合わず上手くできません…わかる方教えてください🙇‍♀️

5 10 15 例題 9 解答･･･ 図 29 (a) の梁を解け。 A点よりx [m]のX点の部材に生 じる力Qx, Mx を仮定し, A点 よりx[m]の荷重の大きさwxを 求めると、 2x [kN/m] となる。 図 29 (b) のように仮定し, 力の 釣合条件から求める。 ZY = 0から -xx 2xx Qx = 0 Qx=-x2 ① したがって, Qxは上向きになる。 Mx=0から -x2x-Mx=0 3 Mx= x3 -X3² == 2 問 9 図30の梁を解け。 PROG A 2kN/m wx=2x 4m 図 30 問9 A A 3m (a) IC (b) B Mx 式 ①,②にx=0,3mを代入して QA=0QB=-9kN MA=0 MB = -9kN・m Q･M-図は,図29(c), (d) のようになる。 (B) `Qx (c) Q-図 B MA1 -w=6kN/m - 9 kN (d) M-図 図29 例題9(部材に生じる力の 仮定とQ･M-図) |-9kN・m wx:x=6:3 3wx=6x wx=2x

【静定梁の解き方】 問1,2は軸方向力Nが求められているのに、問3は求めなくて良いのは何故ですか？また、問3だけQa~cという｢範囲｣ではなくQaという｢ある点において｣のせん断力をそれぞれ求める必要があるのでしょうか？ わかる方教えてください🙇🏼‍♂️

問 図5の梁を解け｡ A A A l 2 問2 図8(a) ~ (c) の梁を解け。 2 kN 2 kN ✓ + C D 2m (a) 2m 6m (a) T (a) ||1|2| W 2m BA AA 問3 図14 (a)~ (c) の梁を解け。 図5 問1 B A A 6 kN 2m|2m 6m (b) 図 8 問2 3m 2m 4 KN 16kN 6m (b) 図14 問3 6 kN 2m 6m (b) B w=2 kN/m B 4m 4 KN A CA (1 m) B 4m (c) N₁-A=0₁ NA~B = 0 A w=2 kN/m mm C 2m 2m 2m 6m D A (c)