物理のバネの問題です。ベクトルとか行列とか出てきて訳がわからなくなりました。計算過程わかる方教えて欲しいです。

3つの質点1,2,3がバネに繋がれた系を考える(図1). 質点の質量はすべてm, バネ のバネ定数は全てkとし、 図1の状態でバネは全て自然長であるとする. 質点と床の間の摩擦 は無視できるほど小さいとする. 紙面右向きを正とする軸をとり、各質点の軸正方向の変 位をぞれぞれ1, U2, ug とする. 以下の問いに答えよ. 1.図2のように質点が変位を持つ状態を考える.なお, 図2ではugu2 > >0として いる.図2と同様の図を描き, 各質点にはたらく方向の力の向きを描き入れよ. また, 各力の大きさを書き入れよ. 2. 各質点の変位 1, U2, ug が従う運動方程式を書け. 3. 前問で導いた3つの運動方程式を, ベクトルと行列を用いて表せ. 4. 前問で導いた方程式を解け. なお計算に必要な行列の固有値と固有ベクトルを次ページに 示すので必要に応じて使って良い. また, 答えに二重根号 (ルートの中にルート) を含め ても構わない. 未定定数と質点の初期位置, 初期速度の対応は示さなくて良い. 質点1 質点2 質点3 図1 図2 →U2 www

この問題がわかりません！ 教えてください！

【問題1】 自動車を加速させる力は次のどれか。 ①~③の該当するものを一つ選べ。 ①エンジンの回転力 ② タイヤが路面を後ろに押す力 ③路面からの摩擦力 【問題2】 バネ定数 350N/m のバネの一端に, 質量が 10.0kgの小球を取り付けて傾斜角 30.0℃のな めらかな斜面上に置き、図のようにバネの他端を固定する。 このときの静止している小球には たらく力を考える。 重力加速度の大きさを 9.80m/s2, 有効数字 を3桁とする。 ※ 単位[N] (ニュートン): 力の単位で, [kg・m/s2] と表せる 20 (1) バネの伸びの大きさ x[cm] を求めよ。 (2) 小球にはたらく垂直抗力の大きさ N[N] を求めよ。 130.0° 【問題3】 質量m=5.00kg, 半径R=20.0cm, 長さ 180.0cmの円柱が, なめらかな2つの面 A, B に はさまれて静止している。面Aは水平面となす角度が0A = 90.0°, 面BはOp=30.0℃である。重 力加速度の大きさを g=9.80m/s2として,次の問に答えよ。 (1) 円柱が面 A から受ける垂直抗力の大きさ NA[N]を 求めよ。 面A 円柱 m 面B R (2) 円柱が面 Bから受ける垂直抗力の大きさ NB[N] を 求めよ。 OA OB 【問題4】 容器に水を入れ, その中に質量の無視できる伸び縮みのしないひもを付けて天井から吊り 下げた金属球を入れた。 水の密度をp=1.00g/cm3, 金属球の半径をr=10.0cm, 質量を m=5.00kg, 重力加速度の大きさを 99.80m/s2として,次の問に答えよ。 (円周率の値の有効数字を考えること。) (1) 金属球が押しのけた水にはたらく重力の大きさ W[N] を求めよ。 (2) 金属球が受ける浮力の大きさ F[N] を求めよ。 (3) ひもの張力の大きさ 7[N] を求めよ。 m 金属球 P 水

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~

至急！！わからないので教えていただきたいです！

平面から30°傾いた斜面X と, 45°傾いた斜面 Y が水平面の両側になめらかにつな がっている。水平面上のBC間には摩擦があるが, それ以外の水平面および斜面 X,Y は なめらかである。 BC間の距離は2hで, 小物体とBC間の水平面との間の動摩擦係数は 4 である。また、小物体の運動は同一鉛直面内で行われるものとし、 重力加速度の大き さをgとする。 下図のように、斜面X 上で水平面からの高さがんの点Aに質量mの小物体を置き, 静 かにはなしたところ, 小物体は斜面上をすべり下りて、 水平面上を点Bへ向かった。 斜面 X 斜面 Y A m h 小物体 1 2 - mg 2 30℃ 1ERSON √3 2 2h (1) 次の文章中の空欄 ア エに入れる式として最も適当なものを,下の①~⑨の うちからそれぞれ一つずつ選び, 番号で答えなさい。 但し, 同じ番号をくり返し選んで もよい｡ 小物体が斜面上をすべり下りているとき, 小物体にはたらく重力の斜面に沿った方 向の分力の大きさはア垂直抗力の大きさはイである。 このとき, 小物体が斜 面上を点Aから最下点まで移動する間に重力が小物体にする仕事はウ 垂直抗力 が小物体にする仕事はエである。 mgh √√3 2 B 水平面 mg mgh mg C ⑧ mgh 50 (3) 28.3 ④2mg ⑨2mgh 245゜ 8110 (2)点 B に達する直前の小物体の速さはいくらか。 最も適当なものを、次の①~④のうち から一つ選び、番号で答えなさい。 high ②√gh igh 0 4√2gh

期日が明日までで、問題が全く分かりません。できれば解答を作って頂けないでしょうか。お願いします。

問題 1 物理学の基礎A レポート2 断面積が60cm²の円筒形のシリンダにピス トンで理想気体を閉じ込めた (図1)。 圧力 1.0 × 105Pa が加わった状態で、 気体に 45J の熱を加えたところ、 気体が膨張してピ ストンがゆっくりと 2.5cm 動いた。 なお、ピ ストンとシリンダの間には摩擦はなく、 容器 の外に熱は逃げていかないとする。 なお、 気体 が膨張によって行う仕事は、 教科書 147 ペー ジに記載されている。 1) 膨張した気体の体積を、 m を単位として求めよ。 2) 気体がした仕事の値を求めよ。 3) 気体の内部エネルギーの増加分を求めよ。 シリンダ 図 1 ピストン

全くわかりません。 有識者さんどなたかよろしくお願いします…

[V) PATEICOLE I ZE ST 点にした仕事を求めよ. 【問2】図のように, 一部を切り取った半径 R の円環の左端に,鉛直上方から質量mの おもり落とし, 円環に沿って滑らせる. 最下点をおもりが通過したときの時刻を t = 0, 速さがuであったとして, 以下の問に答えよ.ただし、 重力加速度の大きさをg, 円 環とおもりの間には摩擦は無いものとする.また, 円環の中心を原点とし, 鉛直下向き を軸,水平右向きを軸にとることにし.また,回転角0 は,軸から反時計回り を正の方向として測ることにする. L (i) 時刻におけるおもりの回転角が9(t) であったとして,円環上におけるこのおも りの運動方程式を,円の接線方向と法線方向に分けて書き下せ. (円運動の加速 度については、最後のメモを参照。 作用する力を接線方向と法線方向に分解して それぞれについて運動方程式を立てよ) ( ) 接線方向の運動方程式の両辺に(t) をかけてから、tについての積分を実行*1することで, é(t) と(t) の関係式を導け. この際、積分定数は初期条件を満たす様に定める必要があることに注意せよ。 (iii) 力学的エネルギー保存則の成立条件を述べたうえで、この問いについては力学的エネルギー保存則が成立することを 示せ 円環の断面図 1 VO + C N (iv) 最下点を位置エネルギーの基準点として, 力学的エネルギー保存則の式を書き下し, それが (ii) で求めたものと一致す ることを示せ. 検索 (v) おもりが角8(t) の位置にあるとき, おもりが円環面より受ける垂直抗力 N を 8(t) を用いて表せ.((ii) の関係式と運動 方程式の法線成分を用いて0(t) は使わないようにせよ) (vi) No=2√gRのとき, おもりはどの高さまで上がることができるか.最下点からの高さで答えよ. @ mg (vii) 「最上点まで, 円環に沿って上がるための の下限を求めよ。」 という問に対して,ある学生が 「最上点においての速 度』がゼロを超えればよい.最下点と最上点で力学的エネルギー保存則を立てて 1/12mg = 1/12m² +2mgR>2mgR. これより となる」 のように答えたが,すでに (vi) で見たようにこれは誤りである。 この学生の解答のどこ 2vgR FUJITSU に誤りがあるのかを述べたうえで, 正しい解答を与えよ. メモ: 円運動の加速度 半径Rの円運動をする質点の位置をr= R (cos0i + sin j) のように表すとき (0は時刻のときの中心角), 加速度は a = RÖ (-sini + cos 0j) - RO² (cos 0i+ sin(j) と表される.なお, sin Oi + cos dj は円の接線方向の単位ベクトルで, cos di + sin Oj は円の法線方向の単位ベクトル である. -

この問題の解説をお願いします🤲 全くわかりません😭

演習 3.3.4 熱効率 30.0% のエンジンを搭載した, ドライバーも含めた総質量 950 kg の自動車 が摩擦係数 0.160 の地面上を走行している.この自動車の最高速度を時速110kmであったとす Do る。 このときのエンジンの出力 (発生仕事率) を 50.0 kW とすると, 車の軸受け, トランス ミッションなど正味走行に利用できない出力を求めよ. その走行に利用できない出力は摩擦熱と なって外気に放出されることになるが,外気温を20.0℃ 一定とするとき, 単位時間あたりのエ ントロピ増加量を求めよ.また,エンジンの効率から考えて, エンジンに供給されるエネルギー の 70.0% は排ガスのエネルギーとして大気に放出されることになる.その排ガスの持つ放熱量 を求めよ.エンジンへの燃料の供給に伴うエントロピ変化を無視して,走行している車と大気と 地面(同じく 20.0℃)を含む周囲環境からなる系に全体として単位時間あたりのエントロピ変化 を求めよ.

先程に続いてこれも解いたんですけど、確認したいのでどなたかお願いします

図1のように、質量が3mの小さな物体1が初速度v0(>0) で一様な摩擦のある区間A→B を進み、 時間 T が経過した後に速度 で点Bに到達し、質量がmの静止している小さな物体2と完全弾 性衝突 (力学的エネルギーが保存される衝突) した。 点Bより右の水平面や斜面はなめらかである とする。 物体の進行方向を軸正方向、また重力加速度の大きさを」として以下の空欄を整数か既 約分数で埋めよ (速度が負の時 「æ 軸負方向に進む」 を意味することに注意)。 (i) 区間 A→B における動摩擦係数は器の (4) 倍であり、 また区間 A→Bの長さは voTの (5) 倍である。 (ii) 衝突の過程における運動量保存則と力学的エネルギー保存則から、 衝突後の物体1の速度が vo (6) 倍であり、物体2の速度がvの (7) 倍であることがわかる。 (ii) 衝突した後、物体2は斜面上の点Cまで到達し、その後下降を開始した。点Cの高さは (8) 倍である。 物体 1 x 軸正方向 物体2 B 高さ Figure 1: 物体1と物体2の衝突。 摩擦があるのは区間 A→B のみである。

ここの大門2、3が全く手がつきません。 解説お願いします。

速度に比例する摩擦が働く放物運動を取り上げよう。 始めの位置を原点にとって、上向き正のxy座標で考えて 以外に速度ベクトルv= 0 みる。 この場合、 物体には重力ベクトル mg= (_゜ に比例する抵抗力ベク -mg Vy -kvz トルf=-kv= が働く。物体に働く力の合力ベクトルはmg+f=mg-kv= とな -kvI -kvy -mg - kvy る。よって、運動方程式のベクトル式、 F = ma、 の F に mg + f をいれて成分ごとに微分方程式を解けばよい。 問題 2. 以下の問いに答えよ。 (30) (a) この運動について､方向と方向の運動方程式を書け。 (b) 初期条件として､ 水平線から角度0の方向に速度ベクトルの大きさで。 で物体を発射したとする。 各運 動方程式を解いて、 速度ベクトルを時間の関数として求めよ。 y 座標は∞までいけるとして、t→∞ での速度ベクトルを求めよ。 (c) 位置ベクトルを時間の関数として求めよ。 そして t∞で到達できるx座標の最大値を求めよ。 (d) t〜0近傍の Cr, y, T,yの近似式を指数関数のTaylor 展開を用いて求めよ。 このとき、速度に関して はtの1次、座標については2次までとること。 3. 速度に比例する摩擦 (係数k) が働く時に、 真下に初速 vo で投げ下ろす場合の速度を時間の関数として求め よ。 但し、座標は下向きを正としt=0でx=0 とする。(20)

この問題分かる方いますか？

力学演習 A 課題 (2) mgsinoza *5. 図のように, 角度0の斜面に平行にフックの法則にしたがうバネが設置され、 先端には質量mの物体が取り付けられて いる。 バネは自然長からの伸びまたは縮みに比例した復元力=kを物体に及ぼす。 ここでkはパネ定数と呼ばれる 正の定数である (k = mu² として, kの代わりにωを使って答えても構いません)。 斜面は滑らかであり、摩擦力は無視 できるとする。この問題では、図のように斜面に沿って軸を取り、斜面を登る向きを正とする。 また, 斜面に垂直に 軸を取る。 物体の大きさは無視できるとし､バネの自然長での物体の位置を原点とする。 物体は最初, バネの長さが自然 長になるように支えられ, 原点に静止している。 0 Ex Hawa 14 I 学籍番号 (b) 物体の位置のæ成分をx(t) とし、時間tの関数で表せ。 (d) 物体が行う単振動の周期を求めよ。 (a) 時間 t = 0 で物体からそっと手を離したところ, 物体は斜面を滑り落ち、その後は単振動を行った。 単振動の中心の 位置の成分を求めよ。 伝方程式より、 mx = kx-mgsin = klx-ngsing (c) 物体の運動する速さが最大となる位置の成分とその速さを求めよ。 氏名 ※単振動の中心の位置をX。 とすると、 タ) 分からなかったことや間違えたことは何か? また、説明してほしいことあれば、書きなさい。 to mgsino 2