この問題の解答を作っていただけませんか。院試の勉強に役立てるつもりです。

問題1 粒子の質量 m、ばね定数K の1次元調和振動子を考える。波動関数 y=N.exp( 26 ) yo N=exp(-1211 ) exp(61) - 2017(6) 00: = non! を考える。ここで、yは1次元調和振動子の基底状態、*およびらはフォノンの生成および消滅演 算子 z は複素定数である。 (4) (5) の解答はm、 K を用いずに、講義でも用いた実定数 1 a = V h = = ħ² (mk) = ½ 4 mo z、および、hを用いて表せ。 (1)は規格化されたエネルギー固有関数y=(6) を用いて 8 1 y = N₂Σ n=0 Vn! と表すことができることを示せ。 (2)yが演算子の固有関数であることを示せ。 さらに固有値を求めよ。 (3)が規格化されていることを示せ。 (4)yによる位置演算子の期待値x、運動量演算子のx 成分 px の期待値を求めよ。 (5)位置のゆらぎ4x=√<yl(i-xy)、および運動量のx成分のゆらぎ4p=<yl(p.-P)^v)を を求めよ。 この結果を用いて、不確定性関係が満たされていることを確認せよ。 (6) 初期条件(0)=yの場合の時間に依存したシュレディンガー方程式の時刻 t での解をy(t) と 表す。B(t)=(y(t) (1) とする。 〈4 (1) 6y(t)) をB(t) を用いて表せ。 (7) B(t)の満たす微分方程式を導出し、その一般解を求めよ。 (8)時刻tでの解y(t)による、位置、運動量のx成分の期待値を求めよ。初期状態のzは z=rexp(i0)、 ここでおよび0は実数である、で与えられるとし、期待値を、a、r、 0、 w、 t、および、hを用 いて表せ。

減衰振動の問題なのですが、全くわかりません。どなたか教えて頂けませんか？

第8回確認クイズ 期限 2024-12-04 10:30 設問1 【第8回講義内のクイズの続き】 ばね定数k=4.0 N/mの片 端を壁に固定し、他端に質量m = 1.0kg のおもりをつけ たばね振り子の振動を考える。 ばねが自然長の時のおも りの位置をx=0とし、 ばねが伸びる向きにx軸正をと る。t=0の時に x = 6.0mでおもりを静かに離す。おもり には床面から、速度v[m/s] と逆向きに-bvの抵抗力が作用 するので、減衰振動をする。抵抗力の比例定数がb=0.4 kg/sの時、 以下の問に有効数字3桁の数字で答えよ。 (1) おもりが最初に原点を通過する瞬間の速さは何m/s か? (2) t > 0 で最初におもりの速さが0になる時刻は何sか? (3) 前問(2)の瞬間のおもりの位置 (座標)は何mか? V 復元力 m -by m F 0000000 IC IC

ばね定数kが時間変化する振動子について 写真の条件式を導出しようとしているのですが sinの項とcosの項で分けたときに余計な部分がでてきてしまいます どこが間違っているか指摘していただけると助かります

ばね定数k(t)が時間変化する振動子が 運動方程式 d dt {mx(t)}+k(t) oc(t)=0 で記述され、ばね定数k(t)は k(t)=k(1+dt) (dは無限小数) で表されるとき、この解が x(t) = Alt) sin{w(t)t} となるような条件式 mw(t)^-k(1+dt) = 0 A(t) i (t) + =0 - xclt) = Alt) sin{w(t)t} 文(t)=A(t) sin{w(t)t} +Alt){w(t)++w(t)} cos (w(t)t} (t) = Ält) sin {wit) t} +À(t){w(t)t+w(t)} cos {w(t) t} +A(t){co(t)++w (t)} cos {w(t) t} +Alt){ wolt)t+w(t) +wlt)} cos {w(t)t} +A(t){wiltst+w(t)}(-sin{witt}) =A(t)w(t)+2((t) Alt)} cos {w(t)t} - Alt) { 2 w (t) w(t) + + wit} } } sin {wit)t} mA){2w(t)((t)+t+w(t)}}+k(1+dt) =0 2 A(t) w(t) を導出 で ただし、Alt), w(t)は無限小 A(t)=w(t)=0である sinの条件 2A(ult)+2Altcolt) = 0 cosの条件

助けてください、どうしてもス、セがわかりません。 解き方教えてください。

(5) 水平でなめらかな机の上に質量m[kg] の小物体Aを置き、 Aにばね定数 k [N/m]のばねの一端をつけて、 他端を壁に固定した。Aにかるい糸をつけ机の端の滑車に通して他端にAと同じ質量m[kg] のおもりBをつる したところ、バネが自然長からx。 [m]伸びて静止した。 次に、 おもりBを少し下に引いてはなしたところ、 小物体 AとおもりBは単振動した。 バネの伸びがx [m] からさらにx [m] 変位しているときの糸の張力をT [N]、 小物体 A, おもりBにかかる加速度をa [m/s]とすると、小物体Aについての運動方程式は( サ)となり、おもり Bについての運動方程式は( ジ と書ける。 これより、加速度 a = ( [m/s2となり、 また、こ の単振動の振動数は ( セ [s''] となる。 ス (6) なめらかな水平面とそれに続く角度9のなめらかな斜面がある。 質量 [kg]の小球が初速度vo [m/s]で斜面 R SZT

直列の場合の部分で、2枚目の黄色マーカーのところがよく分かりません。

mg 3. ばね定数がそれぞれ k1, k2 のばね2本を並列あるいは直列につないだとき, 1本のばね で置き換えた場合の合成ばね定数を求めよ. 4.質量 mA の物体Aと質量m の物体Bがひもでつなが k₁k2 k1+k2, k1+k2

物理基礎の力学的エネルギーです。 (2)を教えて欲しいです。

知識 147. 摩擦力と力学的エネルギー●水平面上で, ばね定数kのばねの一端が固定されている。 ば ねの他端に質量mの物体を押しつけ, 自然の長 さからLの長さだけばねを縮め, 静かにはなす A \m と,物体は,ばねが自然の長さになったときにばねからはなれ,点Aを通り過ぎてあ 位置で静止した。図の点Aから左側はなめらかな面であるが,右側は動摩擦係数が の粗い面である。重力加速度の大きさをgとして,次の各問に答えよ (1) 物体がばねからはなれ,点Aから左側を運動しているときの速さを求めよ。 (2) 物体が点Aから静止するまでにすべった距離はいくらか。 PAYTLAR 00000000000~

自然長L，ばね定数kのバネの上に質量mの物質が乗っています。上から大きさuの外力をかけて静止している状態から力をなくしたときのバネはどの長さの間を振動するか。（問題ではおそらく上向きを正としています。） この問題の答がわかりません。回答では力をなくす前をL-L0としたとき... 続きを読む

○初等力学の質問です。 以下に添付している問題⑵~⑻の解答を教えて下さい🙇‍♀️。計算の過程も書いて頂ければ幸いです。 もし、可能でしたら自身の回答における間違い等を確認し、教えて頂けると非常に有難いです。

1 内径aの円筒面の一部が図1のようにA点において水平面に滑らかに接している。 水平面上にばね(ば ね係数k: 質量は無視できる)を設置し、 ばねを α/2だけ締めて静かに離すことで質量mの小球Pを円筒 面に向けて発射する。 重力加速度をg とし、また水平面、 円筒内面はともになめらかであるとする。必要 な物理量は定義した上で用いること。 なお、 各設問に対する解答は解答用紙の所定の欄に導出過程ととも に記入すること。 (1) 小球Pはばねが自然長になった時点でばねから離れた。その理由を運動方程式を用いて説明しなさい。 (2) 小球 P は円筒面内に入り、円筒内面に沿ってB点まで達した。 このときの小球P の速度を求めなさ い。 (3) 円筒面内における小球Pの運動方程式を求めなさい。 (4) 小球Pが(2)に引き続き円筒内面に沿って運動し点Cを越えるために、 ばね係数kが満たすべき条件を (不等式で)求めなさい。 (5) 小球Pは点Dにおいて円筒内面から離れた。 このときのばね定数kを求めなさい。 (6) (5)において、 小球P のその後の運動について式を用いながら説明しなさい。 (7) (6)において、 小球Pが達する最高点のy座標を求めなさい。 (8) AD 間における小球P の加速度の大きさを0の関数として示しなさい。 k P műm Mo m VA A -120° D B C x

大学　物理

3. 図の様に、質量mの質点の両側にばね定数kの質量を無視できる2つのばねを結んだものが一直線上 にして、滑らかな水平面上に置かれ、両側を固定している。 2つのばねは自然長で、質点は静止して いる。 == 0 から質点に外力F(t)= Fosinwt (Fo, wは定数) を加えた。 質点の初期位置を原点とし、水 ESSERADE k DURIA =8N・m-1.kg-1, 16Nkg-1 m SO BARU 平方向右向きに x 軸正方向を取り、以下の問いに答えなさい。 h=8N w=2rads-1とする。 A) 質点の位置と速度を時間の関数として表しなさい。 (配点10点×2) B) このバネは1m伸びると破壊する。このバネが破壊する時刻を求めなさい。(配点10点×1) (Matom)+ 5 k 000000~1000000 mmmmmmmm - $5) Nek ( KAET X Fo m J

(4)(6)の問題がわかんないです。 2枚目の補足を加えての問題が全く分かりません。 教えていただけるとうれしいです。

断面積 S, 質量mの棒を密度の液体に浮かべ, 垂直を保ったまま上 下に振動させると単振動になる (第2章練習問題11). この振動の角振 動数を書け。 ただし, 液体による抵抗はないものとする. 5. 前問の棒をばね定数kのばねにつける (第2章練習問題18). 前問と同 様に振動させたときの角振動数を書け.ただし,液体による抵抗はな いものとする. ばね定数kのばね2本を横に並べて, 質量mの1つの物体を吊るして 単振動させる. この振動の角振動数を書け. I www. S 52