東北大学令和5年度AO入試理学部物理系の問題です。解答がない上、解きすすめ躓きました。よければ(4)以降教えていただけると幸いです。よろしくお願いします。

問2 図2のように xy平面内を運動する荷電粒子を考える. 紙面表から裏向きに磁束 密度の大きさBの一様な磁場がかけられている. 荷電粒子の質量をm, 電荷をg (g>0) とする. 重力の影響および荷電粒子の運動による電磁波の放射は無視できるとする. 以下 の問題では、粒子の速度および加速度が粒子の位置(x,y) の時間tによる微分を用いて, dx dy) および (az,ay) = dvdvy と与えられることに注意すること. (Vx, Vy) = dt' dt. dtdt (1) my 平面内での荷電粒子の速度が (vェ,y), 加速度が (azsay) のとき, 荷電粒子の運 動方程式を m, ax, ay, Us, y, 豆, B を用いて表せ. (2) 荷電粒子の時刻t = 0 での速度が (ux, y)=(V,0)であるとき,一般の時刻 t (t> 0) での速度は (ひz, y) = (V cos wt, V sin wt) となる. ここでw, V は定数で ある. この式を問 (1) の運動方程式に代入することによりωを求めよ. 次に図3のように, 一様磁場に加えて,大きさ E の一様な電場をy軸の正の向きに加 える. (3) 荷電粒子が時間によらない一定の速度 (uz, Uy) で運動しているとき,その速度 (ux, uy) を B, E で表せ. う (4) 問 (3) 一定速度 (uz, Uy) で動く観測者からみた荷電粒子の速度を (ぴっぴY), 加速 度を (ds, dy) とするとき, 運動方程式をm,d's dy, 2,4,B,Eのうち必要なも のを用いて表せ. (5) (4) において, 時刻 t = 0 での速度が (v^2)=(V', 0) であるとする. 問 (2) の 結果に注意して,一般の時刻t (t> 0) での (vay) をt,w, V' を用いて表せ.ここ 問 (2) 解である. (6) 静止している人から見て, 荷電粒子が時刻 t=0において位置(x,y)=(0,0) から 初速度(vェッuy) = (0,0)で運動をはじめた. (a) 時刻t (t > 0) での荷電粒子の速度 (vx, y) を t,w, B, E で表せ. (b) 時刻 t (t > 0) での荷電粒子の位置 (x,y) をt,w, B, E で表せ. (c) 荷電粒子はæ軸 (y = 0) から離れたあと, 時刻 t = T (T> 0) で再び軸上に 戻った. t = 0 から t = Tまでの荷電粒子の軌跡の長さLをw, E, B で表せ. 磁場B 速度(vェッy) 荷電粒子 図2 -X 磁場B 図3 電場E IC

この問題の(4)が分かりません。 どなたか解き方を教えていただけると嬉しいです。

〔I〕 カたとたが作用する 2次元xy平面上の浮遊剛体を考える。 図1のように剛体に固定される座 標系(剛体座標系)をx-yとおき,たとたの作用方向がx軸となす角度をそれぞれα1, αzと する。また、たとたに沿う直線と重心との距離をB1, β2 とする。 慣性座標系x-yにおける剛体の重心位置を(X,Y)とし、慣性座標系x-yからの剛体座標系 xby の回転角度を8 (反時計回りを正) とおくとき、以下の問いに答えよ。 なお,剛体の質 量をm,慣性モーメントをJとしたとた以外の力は作用しないものとする。 (1) Xb,Y方向の力FxbとFybを求めよ。 ②回転モーメントT を求めよ。 ただし反時計回り方向を正として定義する。 (3) 浮遊剛体の並進 (x 方向とy方向)と回転に関する運動方程式を示せ。 なお, Fxb, Fyb, お よびTを使った表記としてよい。 2 sin (α1) + β1 sin (α2)=0となるとき, Fyb を 01, β1およびT を用いて表せ。 ただし, β1.2 ≠ 0とする｡ ► Yb Xb 0 x α1 (慣性座標系x-yと剛体座標系x-yb) 図 I Yb. (X,Y) az And

○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

この二つの式の成り立ち方を教えてほしいです！ 右下の円の形のもので式を作ってもこの形にならないですどうしたらなるんですか？ 変形して抵抗の部分が定数分の1になるやり方が分からないです。　教えて頂きたいです🙇‍♀️🙇‍♀️

は、 抵抗器b に比べて, 電 抗器を流れる電流の大きさは、抵抗器に加わる電圧の大き さに比例することがわかる。このことを式にすると, 電流〔A〕=(抵抗器ごとの) 定数×電圧〔V〕 …(1) と表すことができる。 (1) 式の定数とは、電流の流れやすさを 示すもので, 抵抗器によって異なる。 抵抗 (1) 式を 「電圧= 抵抗[2] = 大きいほど汗に 1 ×電流」 と変形すると, 定数 は電流の流れにくさと考えることができる。 電流の流れにくさ でん き ていこう ていこう を電気抵抗または抵抗という。抵抗の大きさの単位には, りょうたん オーム (記号Ω) が使われる。 抵抗の大きさは、その両端に 加わる電圧の大きさを, 流れる電流の大きさで割った値で表 あたい される。 電圧〔V〕 電流 〔A〕 1 定数 V Catey A

11.12.13の解き方がわかる方いましたらぜひ教えて頂きたいです!!

h MLT 11. 空気中を伝わる音速 cは、空気の密度と圧力に依存する。 次元解析によりcを推定し 9/1/2=01 なさい｡ ccp pl -2--1 A-t [LT]c[(ML)" (LMT)"] = C[M² L**-*- 12.高さhにある質量mの物体が地球の重力(重力加速度g) よって落下した。 地表面に到達 V.CXR moge するときの速度vを次元解析により推定しなさい。 [LTICLMA 13. シャボン玉内圧Pは、 シャボン玉の半径と表面張力に依存する。 次元解析により、シャ ボン玉の内圧Pを推定しなさい。 kas p=rusa m² kg 5³ L* kgs ²]^ P of C

図の力の分解がよくわかりません。

2m モータ A VA ワイヤ 20° ZALOM 5m (0,0)m 1000NP (a) 問題 B (0,2)m x. UCA UCB F₁ R C (5,-1)m (b) 図 2.22 【例題2・3】 | Im F となる.これは,未知数, 関する連立 F = (u2yFx-uF)/d, F2 = (-uyFx+u,F,)/d (2.23) MUSTH と表される.ただし,d=ax^2-y. このとき,F, >0となったなら分 カF は と同じ向き, F <0 となったなら逆向きであることを意味する (F2 についても同様).また,各分力の大きさは,それぞれ, |,|,|F2|となる. なお,との方向が同じ場合, d=0となり分解を行うことはできない. JJANKALINAFANA 【例題2.3】 * * * * 図 2.22(a) のようなクレーンで荷物を一定速度で持ち上げている. モータが 1000N の力でワイヤを巻き取っているとき, 点Cに作用する力が部材 AC お よび BC の長さ方向に与える力はいくらか. 点Cに作用する力を各部材の長 さ方向に分解することで求めよ. ただし,部材には力は長さ方向にのみ作用 し,点Cに取り付けられたプーリの径は十分に小さいもとのする. 【解答】 図 2.22(b)に示すように,点Aに原点を持つ座標系を設定して考え る.点Cにはワイヤに沿ってカF と F2 が作用するが, それらの合力 R は以 下のように計算できる 0 5000+00:62) = (1 216.JP F = (-1000cos20°,-1000sin20°)=(-939.7,-342.0)N F2=(0,-1000)N 08 20 R=F+F2=(-939.7, -1342) N 合力 R を各部材の長さ方向に分解する. 点CからAの方を向く単位ベクトル 2001 1 Acred (2.24)

解き方がわかりません。教えていただきたいです。よろしくお願いします。

RL 複素数解析 学生番号 問3 抵抗 R300Ω インダクタンス L=200mHのRL 直列回路で、 周波数 f=50Hz (実効 値) 電圧 10Vの電源電圧をつないだ時、 (1) 回路の複素電流 [A], その時の電流の大きさ、 電流の位相 [rad] を求めてください。 (2) 複素電流に対して、その時間関数i(t)を求めてください｡ (3) 電圧波形を基準にして電流 i (t) を描いてください。 文=10V. f = 50Hz 氏名 (2) R=300Ω L=200mH **

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

電気の位相差を求める問題で どうやって解くのか教えていただきたいです

問4. どちらがどれだけ位相が進んでいるか。 TT e-Emsin(wt- )[V] - 4 πT i=lmsin(wt+)[A] 2

写真の問題を教えてください 流体工学の問題です

4. A simple accelerometer can be made froma U-tube containing water as in 200mm Figure. 1) When the acceleration of a car with the U-tube is a [m/s?] in the horizontal direction (x-direction), find the relation between a and the level difference h [m]. 2) When H vertical tubes at a = 0 is 250 mm, find the maximum accelaration which h = 400 mm and the water level ho for both H h。 can be measured by this accelarometer. Use g = 9.8 m/s? and pwater = 1000 kg/m?. y water x