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速度ベクトルが次のように与えられる質量 m の質点について,以下の問題に答えよ.R,θ,ω は定数 とする. ⃗v = (−ωRsinωt,ωRsinθcosωt,−ωRcosθcosωt) (a) 質点の加速度⃗a を求めよ. (b) t = 0 で (R,0,0) にいたとして位置⃗r を求めよ. (c) ⃗v と⃗r の内積を求めよ. (d) ⃗v と⃗a の外積を求めよ.

A 回答 (1件)

>(a) 加速度⃗a


>(b) 位置⃗r
>(c) ⃗v と⃗r
>(d) ⃗v と⃗a

この「と⃗」って何ですか?

(a) →a = d(→v)/dt より
 →a = (-ω^2 *R*cos(ωt), -ω^2 *R*sinθ*sin(ωt), ω^2 *R*cosθ*sin(ωt))

(b) →r = ∫(→v)dt より
 →r = (R*cos(ωt) + C1, R*sinθ*sin(ωt) + C2, -R*cosθ*sin(ωt) + C3)
t=0 で (R, 0, 0) なので
 C1 = 0, C2 = 0, C3 = 0

 →r = (R*cos(ωt), R*sinθ*sin(ωt), -R*cosθ*sin(ωt))

(c) →v と →r の内積かな? だったら
 →v・→r = (-ω*R*sin(ωt) * R*cos(ωt), ω*R*sinθ*cos(ωt) * R*sinθ*sin(ωt), -ω*R*cosθ*cos(ωt) * [-R*cosθ*sin(ωt)])
     = (-ω*R^2 *sin(ωt)*cos(ωt), ω*R^2 *sin^2θ*sin(ωt)*cos(ωt), ω*R^2 *cos^2θ*sin(ωt)*cos(ωt))

(d) →v と →a の外積かな? だったら
 x成分:ω*R*sinθ*cos(ωt) * ω^2 *R*cosθ*sin(ωt) - [-ω^2 *R*sinθ*sin(ωt)]*[-ω*R*cosθ*cos(ωt)]
    = ω^3 *R^2*sinθ*cosθ*sin(ωt)*cos(ωt) - ω^3 *R^2*sinθ*cosθ*sin(ωt)*cos(ωt)
    = 0
 y成分:-ω*R*cosθ*cos(ωt) * [-ω^2 *R*cos(ωt)] - [-ω*R*sin(ωt)]*[ω^2 *R*cosθ*sin(ωt)]
    = ω^3 *R^2*cosθ*cos^2(ωt) + ω^3 *R^2*cosθ*sin^2(ωt)
    = ω^3 *R^2*cosθ
 z成分:-ω*R*sin(ωt) * [-ω^2 *R*sinθ*sin(ωt)] - ω*R*sinθ*cos(ωt) * [-ω^2 *R*cos(ωt)]
    = ω^3 *R^2*sinθ*sin^2(ωt) + ω^3 *R^2*sinθ*cos^2(ωt)
    = ω^3 *R^2*sinθ
より
  →v × →a = (0, ω^3 *R^2*cosθ, ω^3 *R^2*sinθ)

いずれも「定義どおり」ですよ。
その「定義」が分からないのか、単に計算ができないのか、どちらなのでしょうか?
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