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

マクロ経済学です。Aの(3)、(4)、大問C、C-2の解き方が分かりません。

● 「択一式の問題用紙」 は両面印刷で3枚(片面で5ページ分) あります。 大間はA~Dの4題、 小間 は (1)~(20) の合計 20問です。 それに続いて計算用紙 (白紙) 3枚付属しています (適宜、 ホッチ キスから外して使用してください)。 「択一式の問題用紙(計算用紙を含む)」は持ち帰ってください。 「択一式の解答用紙」 はマークシート方式で、全部で1枚あります。 同解答用紙には、名前、学籍番 号(手書き及び番号のマーク)、 学類名を必ず記入してください (提出者を特定することができなか った場合は、原則として欠席の扱いになります)。 「択一式の解答用紙」 は必ず提出してください。 択一式問題 (選択肢から一つを選ぶ問題) は、二つ以上の選択肢を選んで解答 (マーク) した場合、 その問題の得点は0点となりますので十分に注意してください。 [大問 A] 閉鎖経済のパンナコッタ共和国における下記の経済データを用いて以下の(1)~(4) の問いに答え、 選択 肢から正しい解答を一つ選びなさい。 ただし、物価水準は考慮せず、 名目と実質の区別はしません。 また、 政府からの移転所得(年金や子供手当など) はゼロ、 統計上の不突合もゼロとします。 雇用者報酬 営業余剰 固定資本減耗 総税収 450 間接税収 200 政府補助金 50 財政収支 100 民間貯蓄 (1) 国内総生産(GDP、 Gross Domestic Product) を求めなさい。 1650 ②700 ③720 4750 (2) 政府支出を求めなさい。 ①50 290 3120 ④160 (3) 民間投資を求めなさい。 100 ②140 3200 ④250 (4) 民間消費を求めなさい。 ①470 ②500 ③540 ④570 70 50 -20 120

わかる方おられないですか

問4 理想良導体と真空の境界面 (±0) における入射電磁波の反射と透過, およびこれらの 連続性を考える. すなわち, 電磁波が+方向に導体 (境界はz=0) に入射するとき, 電 場に対しての連続条件, lim_[Ei(z,t) + Er(z,t)] = lim Ee(z,t). (左辺 真空側,右辺導体内部) ト0' 24+0 が成り立つものとする. ここで,添え字のi, r, tはそれぞれ入射波, 反射波, 透過波を意 味する. 以下では問3を理想化し、 近似的に導体内部 (境界を含む, 0) の電場をゼロ と考える(μ= Mo とする). 入射波をFi(z,t) = (Encos(kz-wt), 0,0) とするとき, (1) 導体表面での振幅反射率 (反射電場と入射電場の成分の比) を求め,入射電場が固定 端反射をすることを説明せよ. (2) 反射電 Er(s,t) の表式 (ベクトル成分) を求めよ (-z方向に進むことを考えて書き 下せ). (3) 定常状態では真空側 (z<0の領域)に電場の定在波が形成されることを数式で示し その節と腹の位置の概略を図示せよ。 また, 節と節 (腹と腹)の間の距離を波長入を用 いて表せ. (4) 電場の表式から入射磁場と反射磁場の表式 (ベクトル成分)を求めよ. (5) 磁場の振幅反射率を求め, 磁場はこの導体表面で自由端反射されることを説明せよ。 (6) 定常状態では<0 の領域に磁場の定在波も形成されることを数式で示し, その節と腹 の位置の概略を図示せよ.

大門3と大門4の解き方が分からないので教えてほしいです。

3*. 領域 V の表面をSとする。 発散定理を用いて次のことを証明せよ. ∇A = 0 をみたすべクトル場Aとスカラー場fについて S₁ A • Vƒ dv = f₁ ƒ A• dS とし, 曲面 Sの境界線をCとする. ストークス 4*.r=xi+yj+zk,r=|r| の定理を利用して次の等式を証明せよ. (1) r·dr = 0 (2) ▽r.dr=0 [

大学数学の重積分の範囲です。 （1）はわかるのですが、（２）の問題では 積分範囲の出し方と積分の方法がわかりません。 どうぞよろしくお願いいたします！

[4] D を不等式 x2 + y ≦1で表されるæy平面上の領域とする. このとき,曲面z=v9-32-y2 に関して 次の問いに答えよ. (1) x=√9-x2y2 の偏導関数 Z Zy を求めよ. (2) 一般に, D をry平面上の領域とするとき, 曲面z=f(x,y) のDに対応する部分の面積は JJ V22+2 +1 dzdy で求められる。このことを用いて,曲面z=Vターポー」の領域 Dに対応する部分の面積を求める式を書け. (3) (2) 2重積分の値を極座標変換によって求めよ.

解説お願い致します。

3 3.領域Dで正則な関数 f(z) = u+iv, z = x + iy においてr=rcose, y = rsino とすれば, u(x,y), v(x,y) は (r, 0) の関数と見なせる. (1) rx Tui Ox) by を, r, 0 で表せ.ここでr=r(x,y), Tx=gであり, 他の偏導関数についても同様. (2) Cauchy-Riemann の関係式: vx=Uy, uy=-væは, Up = // 20, Up = - u と書けることを示せ . 解答:

物理学入門の力学の落下問題と打ち上げの問題です 解説していただけると嬉しいです

問題 2.質量mの質点を初速で高さHの地点から落下させた。 鉛直上向きを正として X座標をとり地面の所を 原点とする。 (20) (a) 運動方程式を速度に関する微分方程式として記述せよ。 (b) この微分方程式の一般解と具体解を求めよ。 (c) の具体解を位置ェに関する微分方程式とみなしてこの微分方程式を解いての具体解を求めよ。 V (d) 速度と位置の得られた結果を縦軸とし、横軸を時間としてグラフを書け。 地面に落ちた瞬間の時間と そのときの速度を求めよ。 (e) 落下中の物体の速度を位置の関数として求めよ。 (x, u の式から時間を消去する。)

ピンクの下線部の2箇所についてお聞きしたいです。どのような考えで、出てきたのでしょうか💦

√2 √2 例題18 原点O(0, 0) を中心とする半径1の円に, 円外の点P(x,y)から2本の 接線を引く。 (1) 2つの接点の中点をQとするとき, 点Qの座標 (x1,y)を点Pの座標 (x,y) を用いて表せ。 またOP OQ=1であることを示せ。 (2) 点Pが直線x+y=2上を動くとき、点Qの軌跡を求めよ。 解答 (1)(2) 解説参照 解説 (1) 図のように, 接点をR, R2 とすると, △OPR,≡△OPR2 ∠ROP = 0 とおくと, OR=1より, OQ=cos 0 OPcos 0 = 1･･････ ① よって, OQ=OR OP = cos² € OP OP cos0= = 1 OP OQ= = 1 √x² + y² 2 OP 1 2 x² + y² より, 280 YA $300tx (1) R1 0 R2 P x

ピンクの下線部は、どのような考えで、出てきたのでしょうか？どなたか教えていただきたいです🙇‍♂️

例題16 平面上に2定点A(1,0), B(2,0)と直線l:y=mx(m≠0)がある。 (1) 直線に関する点Bの対称点B'の座標を求めよ。 (2) 直線上に点Pを, 線分の長さの和AP + PBが最小となるようにと る。が変化するとき, 点Pの描く図形の軌跡を求めよ。 (2) (x-3)²+²=4 (+0) 12-2m² 4m 解答(1) 1+m²'1+m²1 解説 (1) B' (a,b)とおくと, ① BB'の中点が1上 2 BB'LI より, b =m 2 BB'=(a-2, b)であるから, 2+a ⇔b=(a+2)m...... ① ①②より, a=･ a-2+m²(a+2) = 0 2-2m² 1+m²' (a-2, b) (1, m)=0a-2+bm=0 b (0+1 - 4m 1+ m² 9 277

(2)の疑問点が複数あるのですが、ピンクの下線部が分かりません。どなたか教えていただけると嬉しいです🙇‍♂️

OF 例題15 OA=OB=5,AP=AP'=BP=BP'=4で四角形APBP'はひし形とする。 上の条件のもとで A, B, P, P' が自由に動くものとする。 A P P' B (1) OP × OP'を求めよ。 (2) 実数平面上でOを原点で固定し、点Pが中心 (1,0), 半径1の円周上 を動くとき, 点P′の軌跡を求めよ。 解答 (19 (2) x= (-9√3 <y<9√3) 2 2 解説 (1) ひし形APBP'の対角線の交点をMとすると, 275