電磁気学の問題です。 （４）が分かりません。 何を用いて計算すれば良いでしょうか

e = 1.6×10-12C,a=8.9×10-12F/m,1/(4a)=9.0×10°Nm²/C2, 問1 図のように半径 されている。 また、 両者の間は真空になっているものとする。 導体 A と導体Bに1mあた りそれぞれ+Qと-Q [C] の電荷を与えた。次の各問いに答えよ。 (1) 中心軸から [m] 離れた位置 (n<r<n)における電界の大きさをr, ℓ, , を用いて示せ。 (2)導体Aと円筒導体Bの間の電位差nn, 0, , を用いて示せ。 電子の質量m=9.1×103kg -e A と内径2の円筒導体 B が同心軸となるように配置 の円柱状の導体 (3) 単位長さ (1m) あたりの静電容量 C をftf, 0, , を用いて示せ。 (4) = 0.50mm, n = 3.00mmであった。 電位差をV-50Vとなるように電圧を加えた場合,これ らの導体に蓄えられる単位長さ (1m) あたりのエネルギーを求めよ。

11.12.13の解き方がわかる方いましたらぜひ教えて頂きたいです!!

h MLT 11. 空気中を伝わる音速 cは、空気の密度と圧力に依存する。 次元解析によりcを推定し 9/1/2=01 なさい｡ ccp pl -2--1 A-t [LT]c[(ML)" (LMT)"] = C[M² L**-*- 12.高さhにある質量mの物体が地球の重力(重力加速度g) よって落下した。 地表面に到達 V.CXR moge するときの速度vを次元解析により推定しなさい。 [LTICLMA 13. シャボン玉内圧Pは、 シャボン玉の半径と表面張力に依存する。 次元解析により、シャ ボン玉の内圧Pを推定しなさい。 kas p=rusa m² kg 5³ L* kgs ²]^ P of C

赤線の数値ってどこから来たんですか？ 分かる人教えて欲しいです。

解答は導き方も簡単に示して下さい。 1. 真空中を振動数 v [1/s] の光子が進んでいるとき、この光子の運動量の大きさはいくらか。 ただし、プランク定数を h [Js]、 真空中の光速をc[m/s] とする。 2. 黒体放射において、 黒体の温度を上昇させた場合、 放射光のエネルギー密度のピークの波長はどうなるか。 3. 光電効果において、入射光子の強度を増加すると、 放出される光電子はどうなるか。 4. 単色のX線を炭素の結晶に照射したとき、炭素の結晶中の電子によって散乱されたX線の振動数は、散乱角が大きく なるとどうなるか。 5.à=1、β=1としたとき、 [àâ, ] を求めよ。 6. 領域 (0≦x≦ a) では質量mの粒子1個が自由に運動しているが、この領域外には出られないという1次元の量子力 学系を考える。この系の波動関数は重(z)= = Vaz sinzz) (n=1,2,3,...) で与えられる。 第2励起状態において、粒 子の存在確率が一番低い点の座標の値を求めよ。 7.3 次元の直方体の箱の中に質量mの粒子が1つ閉じ込められている量子力学系を考える。 直方体のx,y,z 方向の辺の 長さがそれぞれ2a、α、 α のとき、 基底状態、 第1励起状態、 第2励起状態はどのような量子状態か。r,y,z 方向の量 子数 nx, ny, nz, (nony,n=1,2,3,...) の組み合わせ (n, ny, nz) を用いて答えよ。 8. 原子核の質量を無限大とした近似では、水素類似原子系のエネルギー準位は、En = -Z2 Rochen と表される。ここ で､Zは原子番号、 R. はリュードベリ定数、んはプランク定数、cは真空中の光速、 n(n=1,2,3,...) は主量子数を それぞれ表している。 この近似のもとで Be + の 2p軌道から 1s 軌道へ電子が遷移した時に放出される光子の振動数は いくらか。 記号を用いて答えよ。 9. 球面調和関数 Y5, -3(0, 0) に対する軌道角運動量の大きさの2乗を表す演算子 と軌道角運動量の成分を表す演算子 の固有値を求めよ。 10. 原子軌道をラッセルーソンダースカップリングで考える。 マグネシウム原子 Mg の基底状態の配置 1s22s22p 3s2 の全 スピン角運動量量子数の値はいくらか。 また、 その値になる理由を説明せよ。 11. 原子軌道をラッセルーソンダースカップリングで考える。 ベリリウム原子 Be の励起状態の配置 1s22s 2pl の取り得る 可能な軌道すべての項の記号を書け。 12. 区間 0≦x≦ a に閉じ込められた粒子を考える。非摂動状態では、この区間内では、粒子に働くポテンシャルは0 とする。この区間内に摂動として (1) = -esin' (™z/a) (sは正の定数)が加わった場合を考える。基底状態の非摂 動波動関数は (0) = sin(πz/a) である。この状態に対するエネルギーの一次補正を求めよ。計算には積分公式 a ∫ sin(ax)dx = 誓 on sin(ar) cos(az) - do sin' (az) cos (az) +C (C は積分定数) を用いてよい。 8a 13. 水素類似原子の 2p 軌道における電子の距離の逆数の期待値 <-> 2p を求めよ。ただし、動径方向の波動関数は Z +2 1/16 (3) ²0 2√6 で表され、 Z は原子番号、 α はボーア半径を表す。 R2.1(r)= re-(Z)r 14. 授業中に紹介した20世紀以降に生まれた物理学者1名の名前 (苗字だけでよい) を示して、その人の業績を説明せよ。

6は5よりq＝0になりました。 合っているか教えて欲しいです。 5.6が不安です！

原点 0 を中心とし、 厚さを無視できる、 半径 & の導体球殻 A と A より小さい半径 l2 ( l1 > l2) の導体 球殻 B のふたつの導体球殻上に分布する電荷が作る静電場について考えたい。 初めは、 導体球殻 A に電荷量 Q を与え、導体 球殻 B には 電荷を与えない状態にしておく (下図左側参照)。 その後、ふたつの導体球殻を導線Lでつなぎ、その結 果、初めに導体球殻 A にあった電荷のうち電荷量だけが導線L を通って電流として流れ、 導体球殻 B へ移動して静 止した状態になったとする。 ただし、 電荷の移動後においては、電荷は導線L上には分布せず導体球殻 A から B へ電 荷量αの電荷が移動しただけで、 いずれの導体球殻にも新たな電荷は与えないものとする(下図右側参照)。ふたつの導 体球殻上の電荷分布が作る静電場E'(r) は、 球対称性より、 l₁ B Q と書くことができ、 導線Lによる球対称性からのずれは無視できるとして以下の間に答えよ。 ただし、 r = |r | は、原点 から任意の位置までの距離であり、E'(r) はr=|r| のみに依存する求めるべき未知関数である。 また、 rを半径とし て原点を中心とする仮想的な球の領域をV、Vの境界をなす球面を Sとし､導体球殻と導線以外は真空で、真空の誘電 率を co とする。 なお、 r の値によって分類する必要がある場合には明確に場合分けして解答することとし、 問6は、 問 1から問5 までに対して正確かつ明確な導出が記述されている場合にのみ採点対象とする。 0 O l₂ 基礎物理学B 第2回レポート問題 Tº A E(r) =E(r) T T l₁ B Q-9 q O A l2 L ア 1.位置rにおける球面 S上の外向き単位法線ベクトルnを､rとr≡|r | を用いて表せ。 2. 球面 S を貫く電束を計算し(積分を実行すること)、未知関数 E(r) を含む形で表せ。 3. ふたつの導体球殻を導線Lでつなぐ前の状態における未知関数 E(r) の関数形を求めよ。 4. ふたつの導体球殻を導線Lでつないだ後の状態における未知関数 E(r) の関数形を求めよ｡ 5. ふたつの導体球殻を導線Lでつないだ後の状態において、 導体球殻 A と導体球殻 Bの静電ポテンシャルの差 A-B を線積分によって計算し、gを含む形で表せ。 6. 導体中での静電場の性質を考慮して、 g の値を求めよ。

解き方がわかりません。よろしくお願いいたします。

2. 太陽の中で陽子同士が 1 fm にまで近づくためのエネルギーは熱 エネルギーです。 絶対温度 T [K] のとき、その中の分子の平均運 動エネルギーはおよそ kBT と与えられます。 ただし、 kg はボル ツマン定数です。 太陽の中心温度は約1500万Kと言われていま す。 太陽の中心付近で運動している陽子の平均エネルギーをジュ ール [J] と電子ボルト [eV] の単位で教えてください。

解説のμを求め方が分かりません。 1/μ＝1/m1+1/m2 の公式は、わかるのですが解説のm1,m2に当たる部分に代入している式がどうやって導き出されているのかがわかりません。 教えてください🙇‍♀️

エネルギーは何eVか. E=brcm) h=6,626×10 79 Br 1F の振動励起には 0.0471 eV を要する. バネ定数kはいくらか. 2. 3 14N6Oの回転励起には 4.2×10 eV を要する. 14N160 分子の慣性モ 結合長を計算せ上 区間)

電気双極子がつくる電場の導出過程において、 赤線部分の式変形が分かりません。 ご解説よろしくお願い致します。

9 電荷と静電場 電荷の大きさを4, 負の電荷から正の電荷にいたるベクトルをdとするとき, p=gd をその電気双極子の双極子モーメントという (図 9.26) 電気双極子がどのような電場をつ (9.43) くるかはpによっている。 一酸化炭素COや水H2Oなどの分子は電気的に中性だが,電子による負の電荷の分布の中 心と原子核による正の電荷の中心が少しずれている。このような分子は電気的には電気双 極子とみなすことができる. 電気双極子による電場を,まず電位を求め,それから式 (9.42)によって電場を計算す る,という方法で求めてみよう. 1 V(r)= 4760 (√r-d/2\_\r+d/21) 正負の電荷の中心を原点とし,正の電荷g はd/2に,負の電荷-gはd/2にあるとする. このとき, rにおける無限遠を基準点にする電位は,式 (9.37 ) により 191 図 9.26 電気双極子 1 \r-d/2 = (r²-d.r) + = 1/(1+d+r) となる。第2項はdの符号を変えればよいから, となる.ここで|d|は小さく, |d|<|r|であるとして, dについて1次までの近似でV(r) を 計算する. 式 (9.44) の( )内の第1項では, dについて2次以上の項を無視すれば, |r-d/2|=(r-d/2)・(r-d/2) r²-d.r したがって,式 (A.28) の近似を使って dr \r+d/2₁ ==—= (1-2;r) となる。これを式 (9.44) に代入し, (9.44)

問2、問3、問4がわかりません お願いします🙇‍♀️

1分 10/m totals 仕事: kg・m²・5-2、 仕事率: kg・m2-s-3、 電圧: kg・m2・S-3A-1・ 温度 : K 148/-0/60170 2.4 2016/08 野球のボールの質量は約150g である。 球速 144 km/h で放たれたボールが持つ運動エネル 1/1.0.15kg・140)=120J=0.12KJ 問4 練習問題 9-2 間1 ギーはいくらか。 問2 時速60km/h で直進する車 (質量1500kg) について以下の問いに答えよ。 ((1) この車が持つエネルギーはいくらか。 この車が持つエネルギーを得るために必要なガソリンの量はいくらか。 (2) ただしガソリンの発熱量は 30 MJ/L であり、エネルギーは全て自動車に伝わるものとする。 問3 心臓は常に収縮と弛緩を繰り返すことで、 大量のエネルギーを消費している。 体重45kg の成人女性において、 その血液量が 3.5L、 最高血圧 (収縮期血圧)が100mmHgであ った。このとき心臓の収縮に使用された仕事はいくらか。 ただし、760mmHg=1013 hPa とする。 練習問題 9-2 解答 問1 0.12 kJ 問2 (1) 210kJ (2) 7mL 問3 kg・m・5･2、圧力: kg・m・15:2、 問4 高さ634mの東京スカイツリーから質量10kgのボールを落とした。 (1) 落とす前のボールが持つ位置エネルギーはいくらか。 ただし重力加速度を10ms-2 とする。 634× (2) 334m でのボールの落下速度はいくらか。 ただし、空気抵抗はないものとする。 46.7 J (1) 63.4 kJ (2) 77.5m's-1 EX 009/16 40m/1 =634 16:

この式の意味がわかりません。 垂直抗力からなぜ重力を引くのか教えてください。 お願いします🤲

gl 89 (1) 2.8m/s (2) 直前 : 5.9 N, 直後 : 2.0N センサー 37 V 4 センサー 39 (1) 点Bを通過するときの小物体の速さを [m/s] とすると, 力学的エネルギー保存の法則より 水平面BCを重力による 位置エネルギーの基準面として、 1/2 ×0.20×0°+0.20×9.8×0.40 =1/3×0.20ײ+0.20×9.8×0 ゆえに (2) 地上から見た場合, B を通過する直前において, 求める力 (2) 最下点Bを通過する 直前に小物体にはたらく力 は重力と垂直抗力で円運 動の運動方程式を立てる。 なお、小物体から見た場合 で考えて、重力, 垂直抗力. 遠心力の力のつり合いの式 を立ててもよい。 の大きさを N〔N〕 とすると, 円運動の運動方程式より, 2.82 0.20 x = N1 - 0.20 x 9.8 -= N₁ - mg m V で 0.40 ゆえに,N=5.88 = 5.9IN] また, B を通過した直後に B を通過した直後において、求める力の大きさをN2〔N〕 とす 小物体にはたらく力は重力 ると, 鉛直方向の力のつり合いより, と垂直抗力で,力のつり合 N2 -0.20×9.8=0 力を考えて半優方 いの式を立てる。 ゆえに,N2=0.20×9.8=1.96 ≒ 2.0[N]す 122

p1とp2の圧力が等しいと書いてありますがなんででしょうか？

重力加速度の大きさは 9.80 [m/s2] と 5, 銀の密度は13600 [kg/m²] とすること｡ H/F pc² 18 mm pr. 5,56 m x 9₁2 1m = 100cm 05 1cm = 10mm 4 x9,8 x9,800 200 9, 10g0 10.3061 1000 x12m x9 A 9800x12 = 117600 Vend 270 Pa = X 1.01 * tooooo Tatoo oooo 133x = 270pa. 270 x= 133. 500 [cmH₂0] [mmHg] > ? 46 [mmHg] [cmH₂0] >> ? 1153 m 13000x & xa. A Immo . 2.03 mmHg 物