※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:ポテンシャルの問題)
ポテンシャルの問題 物理学の問題の回答チェック
このQ&Aのポイント
質量mの1次元運動を考える。質量にはポテンシャルVが作用される。質点はv0で負領域から入射し、v'でxの正領域に出ていったとする。v'をv0で表す式を3通りの方法で解け。
幅δの連続なポテンシャルVδのもとで運動する質量mの運動を考える。x=0で速度v0であったとき、x=δでの速度v'δを求めよ。
ポテンシャルVから導かれる力は撃力F=-V/dx=V0δ(x)となる。ニュートンの運動方程式md^2(x(t))/dt^2=V0δ(x(t))を解いてv'を求めよ。
物理学の問題の回答チェックお願いします
質量mの1次元の運動を考える。質量にはポテンシャル
V={0(x<0)
{-V0(0≦x)
から導かれる力が作用される。質点はv0(v0>0)で負領域から入射しv’でxの正領域にでていったとする。v’をv0で表す式を3通りの方法で解け
1 エネルギー保存則を書き、それを解いてv’を求めよ
回答
mv0^2/2=mv'^2-V0
v'=√(v0^2+(2V0/m))
2,幅δの幅をもつ連続なポテンシャル
Vδ{0(x<0)
{-V0x/δ(0≦x<δ)
{ーV0 (δ≧x)
のもとで運動する質量mの運動をニュートンの運動方程式を解いて考えx=0で速度v0であったときx=δでの速度v’δを求めδ=0としてv’を求めよ
回答
F=-dU/dxと運動方程式より
mdv/dt=d(-V0x/δ)/dx
m∫dv(0からδ)=-(V0/δ)∫dt(0からδ)
m(vδ-v0)=-V0
vδ=-V0/m+v0
ここでδ→0にすると0=-V0
となってしうのでどこが間違ってるか教えてください
3、ポテンシャルVから導かれる力は撃力F=-V/dx=V0δ(x)となる。
δ(x)はDiracのデルタ関数である。ニュートンの運動方程式 m d^2(x(t))/dt^2=V0δ(x(t))を解いてv’を求めよ
回答
m d^2(x(t))/dt^2=V0δ(x(t))
両辺をtで積分して区間を(-∞から∞)
m(v'-v0)=V0
v'=v0+V0/m
ウィキで調べたのですがdiracのデルタ関数は-∞から∞で積分したら1になるとして計算してみました
回答1,2,3とも形が違うので間違っているのはわかるのですがどう違うのか教えてください。お願いします