大学古典力学の2質点系の問題です。 この問題の（II）で重心Gに対する相対位置ベクトルとして、解答下線部のようにおいていますが、何故こうなるのですか？分かる方がいましたら教えて下さい。

演習問題 96 2質点系の運動 (I) 右図のように xyz 座標をとる。 長さ 3r の質量の無視できる棒の両端に,それ ぞれ質量 2mmの質点を取り付けたも のが、その重心Gのまわりを一定の角 速度で回転している。 重力はy軸の負voy = の向きに働くものとし、この2質点系の y4 2m cart ro Wo m Vo. vosino- Pox VoCose ス 重心Gを, 原点から、時刻 t = 0 のときに 仰角6 (0<</2)初速度 Do = [Vox, Voy, 0]. (vo=||vo||) で投げ上げるものとする。 このとき、この回転しながら運動する 2質点系について、時刻におけ る (i) 全運動量P, (ii) 全運動エネルギーK, () 全角運動量Lを 求めよ。 また, (iv) この2質点系の位置エネルギーを求め、力学的 ネルギーが保存されることを示せ。 ただし, 2質点系の回転はxy 平面 内で起こるものとし、 空気抵抗は無視する。 ヒント! (i) 全運動量P=PG, (ii) 全運動エネルギーK=KG+K', (i) 全角運動量L=Lc+L' の公式通りに求める。 (iv) 位置エネルギーの基 準を zx平面にとる。 解答&解説 P=Pc=3mUG (ii) 2質 K = (KG ここ KG= 質量 重心 K質重Gがで対 G が, で 対 Vol (速 V01 G Toz こ Vo さ V02 -v=jo =[var-gt+v 以 G (3m) (i) 2質点系の全運動量Pは,全質量 3m が集中したと考えたときの重心Gの運動 量 Pc に等しい。 重心Gには,重力に よる加速度g = [0,-g, 0] が生じるので, その速度UGx成分は, Per PacOS (一定成分は, Voy = - gt+ vosino となる。 t = 0 のとき Poy= Posin より ∴Uc=rc=[vocose, -gt + vasin0, 0] ……① より, P=Pc=3mUc=3m [vocoso, gt + vesin 0, 0] となる。 K 162

①は、ファンデルワールス力が働くからではないのでしょうか？そう書いたら×にされました。他にどんな理由があるか教えていただきたいです。 ②は平均自由行程の大きさは、気体の圧力と分子間の相互作用に依存しているため温度によって変化することはないと書きましたが、×でした。 わか... 続きを読む

課題① 完全気体とみなせる条件において、 気体の衝突頻度を式から見積 もったとする。 アルゴンでは、実測の衝突頻度と近い値が見積もられ るが､ 二酸化炭素では、大きな差異が生じる。 この理由を考察し、 考 えを詳しく述べなさい。 課題② ある決まった大きさの容器に閉じ込めた気体を加熱した場合、 平均 自由行程は、 温度のみに比例して大きくなることはない。 その理由を 詳しく説明しなさい。

物理が得意な方教えて頂きたいです！ 画像が見づらくて申し訳ございません💦

【問題】 図のように滑らかな水平面に質量mの直方体を置き, 鉛直面に垂直にカF を作用させた。 力の作用点は直方体の上 端から離れた位置である. このとき、直方体が転がらずに 滑っていくための条件を求めなさい。 ただし, 重力加速度 の大きさをg とする. H L mg Ty F

基礎力学の問題です。 問1(2)について、半分の高さまでは導けるのですが、速さが分かりません。教えていただきたいです。

基礎力学 [問題3] 図1に示すように, 水平面上から垂直に立つ壁に長さがℓ, 質量がMで一様な棒がαの 角度で立てかけられている。 ただし, 水平床と鉛直壁はいずれも滑らかで、 摩擦力は生じ ないものとし, 図1に示すように原点O, x軸、y軸を設定する。 次の問いに答えよ。 問1 図1に示す状態から, 棒の端B を水平床に接したまま一定速度 voで図の右向きに 滑らせたところ, 棒の端Aは鉛直壁に接したまま, 下向きに滑った。 (1) (2) 時刻における棒の端Bの位置をxとするとき, 同時刻における棒の端Aの位置y をx, lを用いて表せ。 また, 端Aの速度VAをx, l, vo を用いて表せ。 棒の端 A の位置が初期位置に対して半分の高さになったときの速度 va' を Vo, αを 用いて表せ。

電磁気の問題になります。 赤マーカーについて詳しく教えて下さい。

3.2 座標(r, 0)の点PのA点および B 点からの位置べクトルを T, r とすると,電流 2 1. 電流2によりP点に生じる磁束密度B1,B2は 大きさが Bi Hoi 2πri " となる. となり、向きは右ねじの回転方向となる. <PAB=1,∠PBP' = 0; とすると,求める磁 束密度B=B+B2= (Bæ, By) の各成分は By = B₁ sin Bx = B₁ cos +0, 1 B₂ = TT 2 Hoisin 0, 2π TC 2 2 B = √ B² + B ²₁ ri Moi 2πr 2 = + + B ₂ cos sin 02 r 2 -+0₁) + B₂ sin (2) Ho i 2πrir 2 TC 2 2 +82 +0₂ = A0₁ 導線1 Hoi cos 0₁ 1 2π ri 0 d + B B2 3 B₁ cos 0₂ r2 12 N 0 B0₂ P (r, 0) 2 P x r₁ + r ² + 2 r₁ r₂(cos, cos 0₂ + sin 0, sin 0₂) 2 1

この問題は、高校の熱力学ですよね？

以下の問に答えよ. エネルギー等分配則と2原子分子気体の比熱に関する以下の文章の空欄[ア][ク]を埋めよ.[ウ]は語句,[カ]は数 値、それ以外は数式である. 気体定数をR (R=kBNA, kB : ボルツマン定数, NA:アボガドロ数),気体の絶対温度をTとする。 一辺の立方体(各辺はそれぞれx,y,z軸に平行) の容器の中に1モルの単原子分子理想気体を封入する. 質量mの1個の気体分 子がx軸の方向にある速度vで運動し壁面に弾性衝突するとする.この気体分子がx軸に垂直な片方の壁面に時間tの間に衝突 する回数は[ 1モルの分子が壁面に加える力を ]である. Fとして、その力積Ftは[イ] の平均のNA倍である. 壁面に加わる圧力が FIL2で表せることから, v2の平均をvとして (気体の圧力)×(気体の[ウ])=(気体の全質量)x vという関係式が得られる. 1モルの気体に関するボイル・シャル ルの法則から、12mvx^2=[エ]が得られる.これは気体分子1個の一つの軸方向への運動エネルギーの平均を意味している実 際にはx軸のほかにもy軸、z軸があり、12v2x^2+12+12²より +1+1が成り立つ.また,これら三つの軸は等価である か つまり三つの運動の向き (自由度) に対して等しいエネルギー [エ] があるため, 気体分子1個の平 ける. 均エネルギーは[オ]となる. このすべての力学的自由度に対して等しいエネルギー[] が分配されることを 「エネルギー 「等分配則」という. 1個の気体分子が時間tの間に壁面に与える力積は[ ]であり, ここで、 水素や酸素のような2原子分子を考えよう. 2原子分子は並進運動 (x軸、y軸, 2軸の各方向) 3, 回転運動が[カ], 振動が1の自由度を持つ。 振動の自由度を無視すると, エネルギー等分配則を用いて2原子分子1個の平均エネルギーは [キ], 1モルあたりの全エネルギーを考えると, 定積比熱は[ク] となる.

θの2回微分は何を意味しているのでしょうか……。1回微分が角速度なのはわかるのですが、接戦方向の式がなぜこうなるのか分かりません。 回答よろしくお願い致します

53. 小さなおもりが紐で支柱につなげられている. 図のよう に, 紐が水平になるように引っ張っておもりを静かにはなし た. 紐が水平と角度をなす位置における, おもりの全加速 度の大きさはいくらか. (a) gsin 0 (b) 2g cos0 (c) 2g sin 0 (d) gv3cos20 + 1 ⓒ(e) gV3sin20 +1 【解】 紐の長さをLとすると, エネルギー保存則より 2g 1/202=1/12/1202 L gL sin 0 ⇒ Ö= g 2L sin 0 L2020 AM cos o - L = = cos A 0 2² 中心向きの加速度 αr は L62 L ag = =Lö= gcose であるから, 加速度の大きさは √a² + a² = g√√/4 sin² 0 + cos² @ 1 =gV3sin 20 +1 sin 0 = 2g sin 0, 接線方向の加速度 αg は、

解説の意味がさっぱり分かりません。 何故、平面上だと角運動量がzだけなのですか……？ 回答よろしくお願い致します。

23. 図のように, 基準点 0 を中心とする半径aの 円周に沿って質量 m の質点が速さ aw で等 速円運動している. 任 意の時刻 tでの質点の 位置ベクトルがr (a cos (wt), a sin (wt), 0) と書き表される時, 基準 点Oに関する角運動量 ベクトルを求めなさい. m (a) (0, 0, aw) (b) (0,0,ma²w) (c) (a cos (wt), asin (wt), 0) (d) (aw cos (wt), aw sin (wt), 0) (e) (- aw sin(wt), aw cos(wt), 0) - - O v= * = (-aw sin wt, aw cos wt, 0) Lz = ma²w (cos² wt + sin² wt) = ma² w L = (0, 0, ma²w) y 【解】 ry 平面内の運動であるから角運動量Lは成分Lz m(Ivy yuz) しかない. r(t) 8(t) v(t) = rpyYp=

ブラックホールの周りが輝いているのは何故ですか？ 重力レンズのように後方の光が曲げられて見えてるからでしょうか？ ブラックホール付近で粒子どうしの摩擦による光でしょうか？

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