流体力学の最初の最初、ラグランジュ微分のところでつまづいて困っております。 二枚目の？をつけた計算過程はどのような微分なのでしょうか？ よろしくお願いします。

の1 流れの運動学 8 1 = (u.V)u U のようにして得られた. 記号▽はナブラ (nabla) とよみ 0 鶏分(1.14) 0 マ= e』 + ey Oy 0z のように定義される演算子 (operator) であるす. ea, ey. Ez はそれぞれ』軸, 軸,2軸の正の向きに向かう単位ベクトル (unit vector) で, これらを基本ベク トル (fundamental unit vector)という。 式(1.12) の両辺を At でわって, At →0 の極限をとると,流体粒子の受け る加速度a(z,t) を求めることができ に Au a(x, t) = lim + (u-V) u(z, t) At→0 At Ot D -u(x,t) Dt となる.ただし D +u.V Ot Dt で,D/Dt をラグランジュ微分 (Lagrangian derivative),あるいは実質微 分(substantial derivative), あるいは物質微分 (material derivative) という。 Du/Dt= Ou/0t+ (u.V)uの右辺第1項は, 流体中のある点aをつぎつぎと 通過する流体粒子の速度の時間的変化の割合を表しており,局所加速度 (local acceleration) とよばれている. また第2項は,点cにある流体粒子がある瞬間 にその前後の流体粒子の速度差のために受ける速度の時間的変化割合で対流加 速度 (convective acceleration) とよばれている。 ラグランジュ微分 D/Dtは, オイラーの方法の意味で »とtの関数として表 された量,すなわち 「場の量」に対してのみ作用させることができる. なぜな ら,その定義式(1.16) の右辺は, 独立変数を αとtとするときの偏微分0/0tと ▽によって構成されているからである. aとtの任意関数 f(z,t) のラグラン ジュ微分は,式(1.15) を導いた過程から理解できるように, 流れに伴う f(x.t) の時間的変化の割合,すなわち, 流体粒子の軌跡に沿っての f(z,t) の時間的変 化の割合を表す。 十演算子▽をスカラー関数f(a)に作用させて得られるVfは, f の勾配 (gradient) とよばれ る。▽をスカラー関数に作用させたときは▽の代わりに grad という記号を使ってもよい。す なわち, ▽f=gradf. 後に述べるように, ▽をベクトルとみなしてベクトル関数に作用させ る(内積をとる)ときは, 記号 gradは使わない、ただし、式(1.13) の▽は grad を使って書 くことができる。

質問失礼します。 この問題でxとyのみの式にしようとしたのですができず、他に運動を求める方法もわかりませんでした。 どう計算して、その式から運動をどのように求めるか教えて欲しいです。 答えは(i),(ii)とも右上、左下を通る楕円となり、回転の向きが違うだけです。 よろし... 続きを読む

X- acoslwtt9i),#= bcoscot +%)12おいて、 で ()g-0, 9.- f, Ci) 9: o, 9.=- } こ とすると rn3t選納2A

(2.1.1)をどのように展開すれば(2.1.4)になるんでしょうか

2.1 ラグランジュ形式 解析力学の2つの形式,すなわちラグランジュ形式とハミルトン形式についてその 特徴を述べ,両者の関係を考察するのが本章の目的である). まず,ラグランジュ形式から始める. ラグランジュ形式は独立変数として一般座標 g'を用いて記述されるが, ラグランジュ関数Lはgとずで表される。そして, 外的 拘束条件のない場合は, ラグランジュの運動方程式は前節で述べたように d OL TO = 0,(i=1~ N) dt(0g Og' である。これは gi の時間に関する2回微分方程式であり, 一般には N個の独立な方 住式糸である.したがって, これらの方程式を解いて運動を求めるとき, 初期値 g' と 9の両方を指定して運動が一義的に決定される. すると, 力学系の状態を指定するの は9とであるといえるから, g'とがとを変数とする空間を考えると都合がよい。 このような2N 次元空間を状態空間、あるいはハミルトン形式の位相空間(phase *pace)と対応させて, 速度位相空間(velocity phase space)という。 そこで,速度位相空間の座標を(g',g) で表すことにする.は速度 に対応す る変数であるが, gi は一応q' とは別ものとして扱い, q' の時間微分であるfと区別 注*)本章以下,ラグランジュ関数 Lおよびハミルトン関数H は時間を陽に含まないとする.時間に 顕わに依存する場合も, OL/0tの付加項が付くだけで, 以下の考察は本質的に変わりはない。 15

【力学】起潮ポテンシャルの導出の問題について、2.1の式変形及びマクローリン展開で詰まってしまいました。方針を思いつかないため、お力添えいただけるとありがたいです。 追：|r-R|について、1/R * √( (r/R)^2 -2(r/R)cosθ +1 )というような変形... 続きを読む

問題 2 湖汐は月や太陽の引力によって引き起とされる. いま, 地球, 月, 地表の海水 (ここでは海水を単 位質量を持つ質点として扱う) の 3 体からなる系を考える (図 2).、地球の中心から質点および月までの位 置ベクトルをそれぞれ7, 万 とする. また, 月の質量を mm とする. このとき, 質点に働く引力のボテン 1 r-太 シャルはのーー (一本 証 ) とでる (ではの 2.1 テー月ソテー刀7 = V72 本 p 一2r7Pcos6 であることに注意して, Vr(r) を7/旭の 2 次の項 っ ン展間し。 ーーの" (acosz0 1) となることを確認せよ (これを息潮ポテン シャルという). なお, 計算に現れる定数項は直後に考える起潮力に関係しないので無視してよい. 2.2 寺力の分直成分6 成分) 用 (9 成分) は上記の起湖ボテンシャルを用いて次のよう与え らちれる:所ニーーー、 邦三 で9 起潮力を計算するとともに, 地表での起潮力の分布の概略 までマクロー を図示せよ.

簡単だと思うのですが解けませんだれか助けてください、、

品 moodle.elms.hokudai.ac.jp = 候 り.りの / 上りビ ヤヤ 問題にフラグを付ける 振幅がVで周波数がooの交流電圧が加え られた下図の共振回路での発熱量[W]を区 中の記号を HHいて書きなさい。 9/clのNR 割り算は/を、べき乗は^を用い、括弧は 日いな 提ii バ ニ ーー 丸 ーー Z C 1 // 解答: V^2/2Z % 問題

この問題途中まで解いて分からなくなりました… (1)は位置を二階微分だから加速度の-16x (2)は代入してAcos(pt)+Bsin(pt)を二階微分したら-Ap^2cos(pt)-Bp^2sin(pt)=-16xになると思ったのですがここからどうやってp=にするので... 続きを読む

課題 1 以下の文章・数式の空欄に当てはまる数値や式を答えよ。数値は SI 単位系の適 切な単位によって表されている。 x 軸上を運動する物体がある。この物体の時刻 t における位置を x()) とする。この物体 の、時刻 t におけるx 方向の加速度が -16x(() と表されている。 この物体は を0 において x=3 にあり、x方向の速度は 16 であった。 誠み (9 王 4cos(⑰)二sin(7がの x(0 に関する徴分方程式 2 |!) |の解として という形 を仮定する。徴分方程式に代入すると、Pー | 2) | = 初期条件を考慮すると 3) |ょびー|(① とままる。この物体は、押相が| (5) | <角拓生数| o 間振動をしている。

この問題途中まで解いて分からなくなりました… (1)は位置を二階微分だから加速度の-16x (2)は代入してAcos(pt)+Bsin(pt)を二階微分したら-Ap^2cos(pt)-Bp^2sin(pt)=-16xになると思ったのですがここからどうやってp=にするので... 続きを読む

課題1 以下の文章・数式の空欄に当てはまる数値や式を答えよ。数値は SI 単位系の適 切な単位によって表されている。 X 軸上を運動する物体がある。この物体の時刻 t における位置を x()) とする。この物体 の、時刻 t におけるx 方向の加速度が -16x()) と表されている。この物体は を0 において x=3 にあり、x方向の速度は 16 であった。 み (9 三4cos(7)二sim(7がか (0 に関する微分方程式 2 という形 を仮定する。徴分方程式に代入すると、 アー (2②) 本 初期条件を考慮すると 3) |ょびー|(① とままる。この物体は、押相が| (5) |<角拓生数| の 間振動をしている。

この問題解くときに例えば2番だったら普通に積分してv(t)=acostかなと思ったのですが、解答みたら-acostでした… 条件？みたいなやつもよく分からないのですが解き方を教えてください！

避3.p 次の関数を求めよ. ) )= / の ge 00), ?(7 ) vw(⑰ ー/ cn (Q( ー =0), /

6.4式について質問です。 運動エネルギーKが p^2/2m になるのは二つの座標で運動エネルギーが決まるからですか？ 熱学やったことある人よろしくお願いします🙇‍♂️

ーーコ pace) の概念や、その。、 pe 9 由Re 代表 要がある。 その傘備と ーで区断= 。 和信あるのだが てでではへミュ | 4 の ] っいて ee Ko te 3 = (Hana 形式 (Canonical ono) 時ほれるを EN me とば に | 2 還 に 人の科キの テタルト う 宮入する場人 う、 ポテ jl 彰二 5 ) であるよう Sa ea 2 ep ・ mg ーー ミ ep 吉・こ- る。 ただしテグの時間に隊する 半 は4 1い311 天懲分を 2天4 ートンの記号を用いた。 才入 懲分を=なとって表 ェ 3 を変数とする、 7程式であぁる これを、 変数を 6 個に端 本2導枚にっいであらも eo と便利なこ 遍 7である。 時韻に関する6個のy とがある。それがかミ ミルトン形式の には運動量の各成分 p。(=mの。ぁ (こ 人ye。 そうすると (6① は と5に変数に のの。p。 (=m2) をっ>と eま 【Cち) 9 ⑯3 る直立 1階入分方各

図1.1の配置ではμz>0(Sz<0)の原子は下向きの力を受け…という文章の意味が分かりません。式1.1.2からFz=μz ∂Bz/∂zだからμz>0でかつ図からBzも上向きなのでBz>0だから力はz>0方向すなわち上向きのはずです。