【緊急 基礎物理学の問題①】

【緊急 基礎物理学の問題①】基礎物理学で課題が出されたのですが物理全般が苦手で自力では解くことができず、さらに来週の頭には小テストがあり非常に困っています。
どうにか理解したいので助けてくださいm(__)m。
この問題の詳しい解法を教えてくださる方をBAに差し上げます。
画像が一枚しか挿入できないので複数に分けて投稿します。
お時間があれば②、③、④もお願いします。

水平方向速度:vx=32m/s重力加速度:g=9.8m/s2打った高さ:h=2.5m だから、落下時点での鉛直方向速度:vyvy2=2gh=49vy=7m/stanθ=vy/vx=7/32=0.21875θ=arctan0.21875=12.3°—答え

【緊急 基礎物理学の問題④】

【緊急 基礎物理学の問題④】基礎物理学で課題が出されたのですが物理全般が苦手で自力では解くことができず、さらに来週の頭には小テストがあり非常に困っています。
どうにか理解したいので助けてくださいm(__)m。
この問題の詳しい解法を教えてくださる方をBAに差し上げます。
画像が一枚しか挿入できないので複数に分けて投稿します。
お時間があれば①、②、③もお願いします。

mR(d2θ/dt2)=-mgsinθθが小さいときには、sinθ≒θだからmR(d2θ/dt2)=-mgθ(d2θ/dt2)=-(g/R)θこの運動方程式は、角速度:ω=√(g/R)の単振動である。
周期:T=2π/ω=2π√(R/g)—(1)の答えT=4.0 sR=1.5mを代入4=2π√(1.5/g)√(1.5/g)=4/2π=0.637(1.5/g)=0.406g=1.5/0.406=3.695≒3.7m/s2—(2)の答え

物理学などに詳しい人に質問です。

物理学などに詳しい人に質問です。
今日の理科でニュートンのりんごが木から落ちてきた話のやつを習いました。
たぶん教科書などにはまだ出てこなくて先生の話の一環ででてきたんだと思います。
そのときに先生が、少し押したら結構遠くまで動く車(たぶん実験器具?です)のようなものを使ってその車を少しだけ押して手を離して止まるまでの間には力は働いているのかって言う質問をされました。
私は力は働いていると思ったのでそう言ったのですが私以外のクラスメイトはみんな働いていないと言いました。
結局私は間違っていたのですが、ここでチャイムがなって理由がイマイチ分かりませんでした。
私が、力働いていると思ったのはタイヤが回っているからで、力が働いていないのならば、タイヤも回らないのではないかと思ったからです。
どなたか私が間違っていた理由を教えて下さい。
お願いします。
乱文、長文失礼しました。

あなたが正解です。
働いていなかったら、場所が許す限り永遠に車は動き始めますよ。
実際はそんなことはなく、どこかで必ず止まります。
それは車の車輪と床の間に摩擦力があるからです。
おそらく中学生なのでまだ習っていないのでしょう。
摩擦力は、動いている物体と物体の間(ここでは車輪と床の間)に、その動きの反対方向に働きます。
車が左に動いているとしたら、摩擦力は車に対して右向きに働き、車の速度を徐々に遅くし、最終的には車は止まります。
だからこそ、車輪は右向きに回るのです。
あなたは非常に鋭い感覚を持っています。

直感的には不思議ですが、等速ですべらず回転しながら動いてるタイヤに横方向の力は働きません。摩擦係数が0ではない面上でも。(縦には重力と垂直抗力が働きますが、これはつりあうので運動には関与しない。)

>少し押したら結構遠くまで動く車

これが摩擦は考えなくていいよという表現だということぐらい、読み取ってやってほしい。>>力働いていると思ったのはタイヤが回っているからで、
>力が働いていないのならば、
>タイヤも回らないのではないかと思ったからです。
力が働いていなくても自動車は動き続ける事ができるし、
力が働いていなくてもタイヤは回り続ける事ができます。

先生が力で自動車を押した時に、
自動車には前進する勢いを、
タイヤには回転する勢いを、
付けました。

勢いを付けられた自動車は力が働かなくなっても動き続けます。
勢いを付けられたタイヤは力が働かなくなっても回り続けます。

今後は、この様な性質の事や、この勢いの事についてより詳しく
学んでいくと思います。

実際には空気抵抗や摩擦抵抗などが勢いを奪っていくので、
徐々に動きが遅くなり最後には停止しますが、
この授業では学ぶ対象になっていません。

垂直方向には重力が働き、床からは垂直抗力が働いていますが、
この授業では水平方向の力と運動が学ぶ対象になっています。
実はタイヤの回転も学ぶ対象にはなっていません。>工学部卒の者です。
おそらく先生は,等速直線運動をしている系を作りたかったのではないでしょうか。それならば力は働いていませんが,現実にはそういった系はつくれないので,タイヤ部分の摩擦力によって「減速」している以上,力は働いていると言えます。

まとめます。
ニュートンの運動方程式により,
加速または減速しているならば力がかかっていますし,
速度が変わらないならば力はかかっていません。
もちろん,水平方向の話です。

よければこの文章をこのまま先生に見せてみてください。ちゃんと説明せざるを得なくなるはずです。>関係あります。公式でもF‘=μ’N(μ=動摩擦係数、N=垂直抗力)で垂直抗力というのは重力加速度(g)とその質量の重さ(w)を掛けたものなので重力が関係あります。ただし中学生レベルの話になると力学台車の話で重力は無視されるかと思います。専門的ことは高校以上で習うと思います。>慣性の法則はご存知でしょうか?運動している物体はほかの力が加わらない限りその運動をし続けます。・・・が、重力ありますよね・・・力が働いていると思うのですが・・・。

作用反作用の力が働き車が浮いてしまうことがないというのは重力が働いているからだと思います。

そこまでの問題ではないのかな?>

電子系の分野に物理学(万有引力、惑星、モーメント)など 必要ありますか?

電子系の分野に物理学(万有引力、惑星、モーメント)など 必要ありますか?全く需要性を感じられません。
どなたかご回答お願い致します。

電子系って言うのは、コンピューター関係ってことでしょうか。
情報処理とかそういうの。
それだと不要かもしれませんね。
基礎的な情報・暗号理論だと、数学とか数理物理の素養が無いとダメと思います。
あるいは、半導体関係の技術の事を書かれているのなら、電磁気学や固体物性などの物理学は必要になるでしょうが。

【物理学】加速器実験

【物理学】加速器実験線形加速器とサイクロトロンと静電加速器がそれぞれどういう用途に使い分けられるか(「○○加速器は△△のような粒子を□□MeVくらいに加速するのに適する」等)、理由と共に教えてください。

線形加速器は電子や陽子などを加速する。
電子の場合はSACLAの8.4GeVが最大エネルギーであるが、円形シンクロトロンに入射器にもちいる場合も多く、その場合は陽子でも1GeV以下である。
加速エネルギーは施設の長さで決まるため、シンクロトロンで加速可能な領域ではそれを使う。
サイクロトロンは陽子を100MeV以下に加速する。
加速周波数が一定のサイコクロトロンでは、より高いエネルギーには加速できない。
静電加速器ではコッククロフトが大型加速器の陽子の初段に使われることが多いが1MeV程度。
タンデムは数MeVまで。
これらは陽子以外のイオンの加速にも適している。

ありがとうございます!>

物理学実験についての質問です。

物理学実験についての質問です。
ヘルムホルツコイルを使った電子の運動と比電荷の物理学実験をしました。
ここで加速度電圧と半径r^2が比例となるグラフがかけたのですが、なぜ比例になるのかがわかりません。
詳しい説明お願いします。

「電子の加速度電圧と電子の回転半径r^2が比例する」ですね。
加速電圧=電子のエネルギーです (電圧Vに対してE=eV)磁場Bの中で電子は回転運動しますが、遠心力=mrω^2 とローレンツ力=evBが釣り合った半径での運動になるので、またω=v/2πrの関係があるのでevB=mr(v/2πr)^2r=mv/4π^2eBでrとvが比例することになる。
運動エネルギーE=mv^2/2なので、r^2とE、すなわち加速電圧と比例することになる。

丁寧な解説ありがとうございます。>