物理の力学の問題について質問です。 過去問を解きたいのですが全く答えが分からないため、解いて頂けないでしょうか？

物理学 ⅡⅠ 期末試験 問題用紙も回収します。 選択式の問題は、正しい選択肢を記号で記すこと。 記述式の 問題は､解答だけではなく、 解答に至る考え方も書くこと。 ベクトルはそれとわかる よう書くこと. ① 質量mの質点の位置ベクトルを、運動方程式を Fとする｡ (1) 質点の原点のまわりの回転の運動方程式を導出せよ。 (2) 外力Fが中心力のとき、 角運動量が保存することを示せ。 (3) 質点が (x,y) 平面内を運動する場合、 原点のまわりの角運動量を極座標 (r, Φ) を用いて表せ。 2② 軽い針金でできた一辺lの立方体の枠がある。 1つの頂点に糸をつけ、隣接す 頂点P1, P2, P3 にそれぞれ質量 mi, m2, m3 のおもりをつけて吊り下げたとこ ろ、静止した。 重力加速度ベクトルをg とし、 OP = r. (i=1,2,3) とおく。 7₁ g↓ (1) 系の重心 (質量中心) Gの位置ベクトルrc をri を用いて表せ。 (2) 重力は重心Gに働くとしてよいことを示せ。 (3) 糸の張力の大きさを求めよ。 (4) 重心G と支点は鉛直線上に並ぶことを示せ。 (5) OP が回転軸のときの慣性モーメントI を求めよ。 (6) P1P が回転軸のときの慣性モーメントⅠ'を求め よ。 3 固定軸のまわりで回転する剛体を考える。 剛体の質量をM,重心GとOとの距離をん, 剛体 の軸Oのまわりの慣性モーメントをIとする。 図 のようにx,y,z軸を取り、 剛体の運動を偏角めで 表す。 重力加速度をg とする。 x P3 Ø R 2₂ G Mg P2 P1 (1) 回転の方程式として正しいものを選べ。 do (a) IapzMgh cos o (b) latMghsin o (c) IamMgh cos o (d) apzMgh sino (2) 運動は微小振動であるとする。 周期Tとして正しいものを選べ。 Mgh (a) 2 I I 9 (b) 2 Mgh 2ヶ (c) 21 (d) 2π√√ h 9 (3) 運動は微小振動であるとする。 初期条件として、角度だけ持ち上げて静か に離した。このときの重心の運動として正しいものを選べ。 但し以下では、 は微小振動の角振動数を表す。 (a) r(t) = hoo cos(ft), y(t) = h (c) π(t)=hdo sin (St), y(t)=h (e) x(t)=hdocos (ft), y(t)=hdo sin(St) (b) x(t)=h, y(t)=hdocos (nt) (d) π(t)=h, y(t) hdo sin (St) = (4) 前間の重心運動に対応した回転軸Oに働く抗力 R = Rzex + Ryey として正 しいものを選べ。 (a) R=-Mg, Ry=MhQdocos (t) (b) R=0, Ry=MhΩ2 do sin (nt) (c) R-Mg, Ry=0 (d) R=MhQ2 do cos (St), Ry=MhΩ do sin (Qt) (5) 安定に静止した状態で、 剛体に角速度ω を与えた。 この場合の力学的エネ ルギーEの値として正しいものを選べ。 但し位置エネルギーの基準点は0と する｡ (a) E = 0 (b) E=Mgh (c) E-Mgh (d) E ==Iw (e) E ==Iw+Mgh (f)=1/2Iug-Migh (6) 前問の初期条件の下で、 剛体が1回転するために必要な角速度wo の最小値と して正しいものを選べ。 (a) 0 (b) √20 (c) 2Ω (d) 4Ω (7) 回転軸の位置、 すなわちんの値を変化 させたときの慣性モーメントIの変化を 表すグラフとして正しいものを選べ。 -h A" (b) $+) (d) ・h

制御工学 この制御系について、(1)(2)について教えてください。 詳しく解説していただけると助かります。

P(s)- R(S) 1 S²+25² +35+4 K(S) Kus) = Kp + skd + k²₂ R.S) Yus? (1) P(ⅱ)の開ループ安定性の判別と根拠 (2) kp=4.ka=0,ki=0とするとき閉ループ系の安定性の判別と根拠

写真の問題を教えてください 流体工学の問題です

5. 断面積25 mm? の細長いガラス円柱の下部に重りをつけ,比重計を作った。比 重計の質量は5gであった。この比重計を水に浮かべたところ,図の左のよう に直立した。次に,右の図に示すように,密度が分からない別の液体に浮か べたところ,水の場合に比べ40 mm だけ浮き上がって安定した.このとき, 以下の問いに答えよ、昨年度のテストから 断面積25mm 水 液体 (a) 水に浮かべたとき,水中に浸かっている部分の比重計の体積を [cm°]の 単位で求めよ。 (b)液体の比重を求めよ。 40mm

　中性子は新空中で15分ほどで崩壊しますが、 原子核内で崩壊しないのは何故ですか? よろしくお願いします🤲

全く手が付かないです。教えていただけると幸いです。

1. (1) プランク定数丸,真空中の光速c,ニュートン定数Gだけを組み合わせて,エネルギー,質量。 長さ,時間の次元を持つ定数を構成せよ.なおこれらはそれぞれ,「プランクエネルギー」, 「プランク質量」,「プランク長さ」,「ブランク時間」と呼ばれ,宇宙誕生の際や量子重力理 論を考える上で重要な役割を果たすパラメータであると信じられている。 (2) 上で求めた4つの定数の値を SI標準単位で求めよ、有効数字2ヶタで答えること。 注:解答自体はネット検索等で簡単に見つけられると思いますので,考え方や計算過程をきち んと示すこと、答のみ書いたレポートは評価しません。] 2.2017年2月に, NASA が地球から約39光年離れた恒星系「トラピスト1」に地球に似た新しい7 個の系外惑星を発見したと発表し,大きな話題になった。地球からトラビスト1への簡単な宇宙 旅行のモデルを考えてみよう。 宇宙船が地球からトラピスト1まで光速の 80 %の速さで等速度運動すると仮定し!,以下の問 に解答せよ、ただし,話を単純化するため,地球とトラビスト1は相対速度ゼロの二つの慣性系 であるとする。 (1) 地球上の観測者から見ると,地球とトラピスト1は静止しており,運動しているのは宇宙船 である。この観点から,宇宙船がトラビスト1に到達するまでに要する地球上での時間と 宇宙船内での時間 (単位は yr (年))を求めよ。解答は有効数字2ケタとする。 (2) 宇宙船内の観測者から見ると,宇宙船は静止しており,運動しているのは地球とトラピスト 1である。この観点では,(1) で求めた宇宙船内での時間はどのように説明できるか? 【(2) のヒント] 宇宙船内の観測者が測る地球とトラピスト1の距離はどうなるだろうか? 3.重力は他の3つの力に比べて極端に弱いにも関わらず,天体の運行などの宇宙規模の現象に対して は支配的な役割を果たす。その理由を考察し簡潔に述べよ。 4. 湯川秀樹の中間子論によると,相互作用の到達距離はその相互作用を媒介する素粒子の換算コンプ トン波長程度と見積もられる。この考え方を弱い力に適用してみた場合,弱い力の到達距離は どの程度と見積もられるか考察せよ。ただし、弱い力を媒介するボース粒子(ウィークボソン Wキ,z°) の質量は,W*が約 82GeV, z° が約93GEVであることが実験によって判明している 弱い力の到達距離は授業中に紹介しているので,きちんと計算を書くこと、] 2 「つまり,宇宙船の発着に伴う加速·減速や方向転換の加速度などはすべて無視します。 2粒子の換算コンプトン波長の定義は、mをその質量として、入=ー 媒介する光子は質量なので、換算コンプトン波長は無限大となる。ごれは電磁力が長距離力(到達距離 = 無限大)である ことを表している。同じ理由で重力は長距離力であるので、(未発見だが)重力子も零質量であると考えられている。しかし ながら,強い力を媒介するグルーオンも零質量であることがわかっているが、授業で述べたように強い力は短距離力であっ て、原子核の大きさくらいしか力が届かない。これがどうしてかは難しい話なので、きちんと知りたい人は,量子力学を学 んだ後、大学院で QCDを勉強して下さい。 (自然単位系では、A=)例えば,電磁力を

1枚目7.2.3の2段落から式(7.2.25)までの解説がよくわかりません。どなたか教えてください

ーー ^ま ESジンジーレレYバ。 7.2.3 レイリー-ジーンズの式 は無限自由度の調和振動子の集ま りであると解釈できるから (A6節) (7.2.23) 式をそのまま用いて単純に 友, oo とすれば」 真空の比熱は発散してし まう。とすればぱば, 真空は熱浴から無限にエネルギーを得ることになり. 熱平衡状態 は突現し得ない。 もちろん, これは経験事実相容れない. それを認識した上で, あえてエネルギー等分配則が成り立つ場合に予想される幅射スペクトルを求めてみ よう. 1 辺の立方体内の電磁場を考えて周期的境界条件 (periodic boundary com- ition) を課おとにすると 電磁場の波長の整数合がと一致する必要がある こま6 7 をの各成分で成り 立つので, 波数ベクトルを7/(2)合した5 講和 ミたのを十 は無炊元の幣数ペクトル ぁみ となる. したがって, 波数の大きき上がまで の重囲に 合、 対応する整数ベクトア 開にある波数ベクトルの個数は, ヵル/(2r) の場合 ーーードー 0 ポテンシャルエネル "18 格子点上が安定な基準点だとすれば, をこからの変位を qとしたとすき 2人kea (7 20) 式のように 2 数でET のとのBB " 個の原子からなる固体を考える 上 6 としてよい で08計半しBluc 6 6であるが, もちろ

お願いします

周31 マ で の のような回選による DCモータの角必を攻える。図中.はモータ下下に示すようなポテンショメーケ はモータ出力細に対している) であり、四有了0。 に対し導件= 4の4(< 7)Iロ| となる。また、B はを ポリューム可性 (全*IQ) であり。 回暫角度9』 に対人= 』9(<7)還| となる. いずれにおい するさらに.節上。 bの電正をそれぞれwV wiIVl とおく。 このとき。 次の団いに寄えよ の (0 で学の和0を明せよ (⑰) を w 出力としたどきの人をめよ (9 だ>のとの 9p に対する w。 をのよ (9 所] およびコンデンサ電所 F| と、この拉システムの安定信の間全について六べよ、ただし。 DC モータの自選インダクタンス。オペアンプの箇和ノイズの有は考えないものとする RT3 YW

この問題の2番で摩擦係数が1以上になるのはなぜでしょうか？

問 4 鉛直で平らな壁がある。図 2 のように, 質量 47 半径 の一様な球を伸び縮みしない軽い紐PQ で壁から吊るした。球の中心をO, 球と局の接点を A とする。P, Q 0, A はすべて同一の鉛直 面内にある。(注 : 図で (1) と(2) の紐は異なるもので, 長さは等しい必要はない。また, 長き は半径y よりは大きく, 図のような形が実現するものとする。) 壁から点 A で球に働く抗力の 大きさを WV, 紐から点Qで球に働く張力の大きさを7 とする。 1. (図2の(1)) 壁と球の間の摩擦力がないとする。このとき, P. Q. O は直線をなす。 ZAPQ=ニ9とするとき, 婦,W を7,9.9で答えよ。 2. (図?の(2)) 壁と球の間に摩擦力が働き, 静止摩擦係数を ヵとする。そして, QO は鉛 直線となっている。 ZAPQ =ゅとするとき, 7, M を 7,9,ので答えよ。 この状態が安定であるためにはヵの値はある値以上でなければならない。その下限の値を 答えよ。 9 (②) 多p 多 P 1>

電気のことです．分かりません教えてください．

【1】 図の回路がスイッチ 5 を開いた状態で安定状態にある 倒した とき, 路に流れる電流 7(の を求めよ ただし, e(?) = 互。 sin(のor 9の) とする GH 計 0 で⑭)がら(に

答えがなかったので、これの答えを教えてください

w*其だ 中 ょん ばねを邊欠の基きからょだけ 適当なものを, 次の0⑩ご@ のうちか 全う 伸ばすのに必要な仕事 叶 を表すグラフはどれか。最も ら 1 つ選べ。 和記 :