物理基礎です。 (3)の問題ですが、❓になっているところがどう計算すればこうなるのか理解できません... よろしくお願いいたします。

物理基礎 テキスト 第1講 |2 地面からの高さがh [m]の地点から,鉛直上向きに初速度 vo[m/s]でボールを投げた。 ボールは最高点で一度停止してから落下し,投げ上げた地点を通過して地面に達した。重力 加速度の大きさはg [m/s] とする。 (1) ボールが最高点に達する時間は,投げ上げてから何秒後か。 (2)ボールの最高点の高さは,投げ上げた地点から何mの高さか。 (3) ボールが投げ上げた地点を通過するのは,投げ上げてから何秒後か。 (4) ボールが地面に達するのは,投げ上げてから何秒後か。 (5) ボールが地面に達する直前の速さはいくらか。

位置エネルギーのhの部分の求め方がよくわからないので教えていただきたいです💦お願いします🤲

53 2 N142. 振り子の運動 長さ0.20m の糸の一端に 質量0.30kg のおもりをつ け,他端を天井に固定する。 糸と鉛直方向とのなす角が 60°となるように, 図の点Aまでおもりをもち上げ, 静かにはなした。重力加速度の大きさを9.8m/s? とし,重力による位置エネルギーの基準を最下点B 0.20m) 60° A B Bo ひ- とする。 (1)(点でのおもりの速さをひとする。表の空欄 を埋めよ。計算する前の式で表せ(0は除く)。 運動エネルギー【J] 位置エネルギー[J] A B (2) 点Bにおける速さひは何 m/sか。 放

物理の問題で下の写真の問2なのですが、なぜ相対速度の相対性の対象となる速さが円運動をしているときのvではなく、噴射後のvなのでしょうか？

1年度 物理 17 1物理 (80 分) 図のように木星の中心を0とし,質量をM[kg]とする。万有引力定数を GIN'm'/kg"]とし て次の問いに答えよ。(配点35%) 問1 図の破線のようにOを中心とする半径R[m]の円軌道を質量mo(kg]の惑星探査機が等速 円運動をしている。この惑星探査機機の速さ vo [m/s) を求めよ。 同2 感星探査機は点Sで惑星探査機に対する相対速度として, 後方に速さ w[m/s)で質量 m]lkg) のガスを瞬間的に噴射して加速した。加速直後の惑星探査機の速さ」[m/s)を求め よ。

T^(2)の行列式が1になることってどのように計算すれば求まりますか？

を待る テンソルの変換行列と SO(3) の表現 ここで(9.4)の変換の係数 Tik Tiの特徴を調べてみる.まず, i,j=1,2,3 T(2)。 j, kl = Tik Ti, (9.8) k,l=1,2,3 とおく、右辺がTの2つの成分の積なのでT (2) とした. T(2);, kl は, ()の組と(kl)の組をそれぞれ行と列の添字とみなすと i,j=1,2,3に応 じて32=9行をもち, k,l=1,2,3に応じて 3=9列をもつ9×9行列とみ なせる。この記法を使うとテンソルの変換(9.4)は 3 t; = 2 T(?)ij,kttxl (9.9) k,l=1 と書けて,(j), (kl)のそれぞれをひとつの添字とみなせばちょうどベク トルの変換則(9.1)に対応するかたちとみなせる. さて,線形代数では2つの行列A= [aj], B=[b;j] から aijbel = Vik,jl

マーカー部分の意味が分かりません。また、二行目の丸1のところもわかりません。どなたか教えてください

【解答】 図4.25のように座標軸をとり, 運動方程式を成分で書くと こまの運動方程式を解くことにより Lの運動を調べよ. 体 剛 2.4 こまの歳差運動 115 例題 11 dLx dt dLyー dt dL-0 dt arLy, ー erLx, の dL+ erLxー0 d っあるから、LょLは単振動である、したがって①の第1~2式を考えて L=L」 cos(apt-a) L=L」sin(@pt-a) とまける。ただし Lュ=VL°+L, aは定数である.一方, z成分の運動方程式から (Lyについても同様) は L=一定 が得られる.したがって Lはz軸のまわりを角速度 wp で歳差運動することが分かる. 加える力 OP L L。 x y 加える力 y x 図4.25 図4.26

物理の初歩的な問題です。なぜマーカー部分の運動が－になるのですか？よければ教えて下さい

な軸のまわりに一定角速度 のおよび @2 で回転している. この二つの円板を近 図4.19のように二つの円板 (慣性モーメント h,Ia, 半径 a, a2) が, 互いに平 2 質点系と剛休の) 110 円板の接触 -例題 8 a1, の角速度を求めよ、 ただし, 軸の摩擦はないものとする。 角速度をそれぞれ @i, ohとおくと, 角運動量について hoi-he=-aFAt Iaos- laoa=-azF4t が成り立つ、この式からも分かるように, この系は全角運動量は保存しない また,緑での速度差が0 という条件から Q,0i=- a202 である。これらより I2 a2 @2 Ie 202 1 a1 2 -W1 ai 2 a2" ai a1 A2 の Ie 2 a2 O2 2 a1 Ie 2 A2 2 a1 *(量の-修 (カ痛のモーメント]) Ito dt I2 a1 の 図4.19

赤マーカー部分なのですが、どこの部分がつりあっているのかが分かりません。また、力のつりあいを図で示すとどうなりますか？

剛 体 2.4 101 剛体のつり合い- 例題 2 座面の直径 a,高さ a, 質量 Mの一様な直円柱を長さ aの糸で図4.6のように摩 被のない鉛直な壁につり下げる。 このとき糸の張力および垂直抗力を求めよ. 「解答】糸の張力を T, 糸が壁となす角を 0, 壁から受ける垂直抗力を Nとする と,力のつり合いは 鉛直方向:Mg=T cos 0 水平方向:N=Tsin 0 である。また, 図4.6の点Aのまわりの力のモーメントのつり合いは Na cos 0=Mg (a/、2) sin(45°-0) =Mg(a/2)(cos 0-sin 0) 3) である。未知数は T,N,0であるから,これから T,Nを消去して 3 sin 0=cos 0 の いまは, 0°<0<90° であるから,式④より 1 sin 0= V10 3 COS 0=- V10 5 よって, 式①, ②より, 求める張力および垂直抗力は, アーPM6. N=}6 V10 -Mg, 3 M A 02 M A F M m 図4.6 図4.7 図4.8

マーカー部分でなぜ、一般解とrの値が本のようになるのかがわかりません。優しい方、教えてください

離aの点Aに質量Mの質点が固定してある. 時刻t30に質点を目由にしたら、 の垂直抗力以外に, 遠心力 Mro', コリオリのカ -2Mwv, それに対する垂直抗力に ある、ただしここで, ω とrが直交することを用いた, よってr方向および回転二 である、式のの一一般解は r=Ae®t + Be-ot と書け, 初期条件t=0 で, r=a,v== 、の、 82 -回転する棒上の運動 例題 2 棒に滑らかに束縛されながら質点が動き出した. (1)点0からの距離rを時刻! で表せ. (2) 質点が棒から受ける抗力を求めよ。 ただし車力は考えなくてよ。 【解答) の垂直抗力以外に,遠心力 Mro', コリオリのカー2Mou, それに対するお」 の運動方程式は、 MF=Mro° 0=N-2Mor -ot 用いるとA=B=a/2であることが分かる. よって求める答えは ア=a cosh ot (2) 式のよりコリオリカに対する垂直抗力は N=2Mor=2Mo'asinh ot である。 N R Go Mro? 下のt a 「A -2Mov 図8.7 図8.8 多p多問 題をやm

マーカー部分なのですがmx=-kx+mgではないのですか？

41 -例題 1 ばね振子 ばね定数kのばねについて次の問いに答えよ。 (1) ばねに質量 mの質点を静かにぶら下げた.つり合いの位置におけるばねの 伸び 41 を求めよ.ただし重力加速度をgとする。 (2) (1)の位置からさらに下向きにaだけ引っ張って静かに手を放した. その後 の運動を求めよ。 【解答) (1) ばねの復元力は -k4l であるから, 重力とのつり合いから, kAl= mg 41= mg k 171 (2) つり合いの位置からのばねの伸びを x とすると,質点に働く力は (ばねの復元力)+(重力) 3 ーk(41+x)+mng =-kx (: (1) よって運動方程式は kx mi=-kx =Vとおくと,これは単振動の運動方程式 (5.4)に一致する. よ m って,一般解は 2=Asin(ot +¢) であり,初期条件は t=0 でx=a, v=0 であるから (ただしA,¢は任意定数) A sin p=a Ao cos p=0 これより φ=/2, A=aとなり, 求める解は k x=a cos wt ただし の= m |k ある. これは, 振幅 a,角振動数 ω=, の単振動である。 m 自然長からずれた位置での振動も,つり合いの位置を原点にとれば, 松 【注意】 が楽になる. 本間の場合, 重力はつり合いの位置を決める役目しかしておらず, つ 合いの位置を原点に選べば重力は関係してこない.

(4.39)の計算が下の説明を読んでもわかりません どなたか教えてください

参照)は, っれるテク 4.3 LSZ 簡約公式 77 .8 do A(p)) = Jd°p]2 -2元6(p -Vp°+ m° 0)(2元)°8°(p- p) 順序とし Z 7(2x)2E。 を得る。ここで,p° = \p° + m' = Ep, <0|¢(0) |p; m°> = \Z/(2x)°2E, ieiw max(z.…, z) 点グリー くp;m°| 0+ ie ((3.29)参照)を用いた。 ここまで来れば,pおよび ω積分は(デルタ関数があるので)簡単に実行でき エn)]|0> る。積分を実行した後に,pf に関して質量殻上の極限(→m? すなわち →、pf + m°)を取ると, A(pi)に pf-m° の極が現れる。すなわち, 4.37) (2元)/Z eip-/+ m)max (x). ….) A(p)T(2x)2E, -/pi+m? + ie (エn)] = くp;m'| 完全系 パ→、所+ m? i/Z R- m' + ie 『pi 責の中で V(2x)°2E»× くp;m°| P1 皆段関数 (4.39) の寄与 以外の つも行 m?> = である。最後の行では, 分母分子に pf+\pf+ m? を掛けて変形した。ここで 興味があるのは質量殻上(pR= m?, pf > 0) での極なので, 最後の行では, f = m° の極以外の飛は Ep, =Vpi + m? におきかえた.また,分母の 2/p + m?e を改めてeとおきなおした.これは, sが正の微小量であればよ いので,正当化される。 上の結果から,次の2つの重要な帰結を得る。1つ目は期待されたように,質 ら次の因 量殻上では,運動量空間でのグリーン関数から自由粒子のファインマン伝播関数 として pf= m° の極 (p-m'+ie) !が現れることである。2つ目は, 質量殻 上では波動関数のくりこみ定数、Z が現れ,それは散乱行列(4.33) での1//Z と相殺するという事実である. これは,波動関数のくりこみ定数Zが物理的な量 ではなく,観測量からは消え去るべき量であることを示唆する。(この点に関す る詳しい議論は,17.3.3項を参照,) 4.38) 4.3.6 LSZ簡約公式に対するコメント 首を終える前に, LSZ 簡約公式についてコメントをいくつかしておこう. まず, LSZ 簡約公式を導出する際に, 場φ(z)の相互作用に関する情報は必要 なかったことに注意しておく. つまり,相互作用の情報は, T積のグリーン関数 G(m+n) てる1粒 Um, I1, …, In)の中に含まれている.また, LSZ簡約公式は本 p).1 を 質的にグリーン関数のみで書かれているので, 散乱に関する情報はすべてグリー