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Physics Senior High

(4)でどうして1/4Tになるのか教えてください💦

»175,176,178 基本例題 39 鉛直ばね振り子 軽いばねの一端に質量mのおもりをつけ、 天井からつり下げるとばねが長さ l。 だけ伸びて静止した。このときのおもりの位置を原点Oとし, 鉛直下向きにx軸を とる。次に,ばねが自然の長さとなるまでおもりを持ち上げて静かにはなしたとこ ろ,おもりは単振動をした。重力加速度の大きさをgとする。 (1)このばねのばね定数んを求めよ。 (2) 位置xを通過するときのおもりの加速度aを求めよ。 (3)単振動の角振動数のを求めよ。 (4)おもりをはなしてから, 初めておもりが原点Oを通過する までの時間もと,そのときの速さnを求めよ。 能 自然の 長さ lo」 0 指針ばね振り子ではつりあいの位置が振動の中心。振幅=振動の中心からの最大変位 解答(1)点0での力のつりあいより 自然 の長さ つり あい 持ち 上げる 変位x mg mg-klo=0 よって k=- l。 (2)位置xのとき, ばねの伸びは 16+x である。運動方程式を立てると 0.0 k(Lo+x) ma=mg-k(lo+x)=mg- mg 2(o+x) 07 61BRlo 1ol mg x l。 よって a=-x g. l。 0 -合力 ニー 『mg 『mg g Vl。 点0を通過するとき,速さは最大。 「U最大=Aw」より (3) (2)の結果を「a=-w'x」と比較して w=, (4) 周期をTとおくと, おもりが初めて 点0を通過するまでの時間もは ム=アー×2 L。 2Vg g -glo T Vュ= Low= Lo, の Lo wwm W00000OG WO0000

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Physics Senior High

⑴の浮力の大きさの式ははなぜこの式で表すことができるのか教えていただきたいです。

教科書 p.74~p.75 61 よって F m= 4.9 g 9.8 = 0.50 kg 答 (1) 密度が 1.0×10°kg/m3 の水に, 密度が9.2×10°kg/m3 の氷を浮か せたとき,水面より上の部分の氷の体積は氷全体の何%か。 (2) 密度がo[kg/m®]の直方体の物体を,密度がp[kg/m®]の液体に入 れたとき,この物体が浮くための条件を求めよ。 (1) 氷には, 重力と浮力の2力がはたらいてつりあっている。 (2) 物体が完全に沈んでいるときの浮力の大きさが, 重力の大き さよりも大きいときである。 類題15 考え方 図の 浮力 図2 氷の密度 p' 水面上の体積 浮力 0 液体 100 体積V 密度p' 氷全体の体積V 密度 p 水中の体積 水の密度 (1-高)y ※物体にはたらく力に ついては重力と浮力 重力 p 重力 のみをかいている。 解説&解答) (1) 氷全体の体積をV[m°]とし,その水面上の部分の体積の割 合をx[%]とする。また, 水の密度をp[kg/m®], 氷の密度 をo [kg/m®], 重力加速度の大きさをg[m/s°]とし,はじめ は文字式で考える。すると, 氷全体の重さはpVg[N], 氷に はたらく浮力の大きさはpx[1-)vxg[N] となる。 100 図ののように,鉛直方向上向きを正にとれば, 氷にはたら く力のつりあいは次のようになる。 (1-m)oVg-oVg=0 100 オミ- (2) 図2のように, 物体を手で液体に沈めた状態で考える。おさえ ている手を放したときに物体が浮上する条件は, 物体にはた らいている浮力の大きさが重力の大きさよりも大きいことで ある。物体の体積をV[m°], 重力加速度の大きさをg [m/s?] とすれば,重力はpVg[N], 浮力はoVg [N)となり, oVg<pVg したがって,物体が浮くための条件は, p<p 習 ×100 = p 1.0× 10°-9.2× 10° 1.0× 103 × 100 =8% 解答 編運動とエネルギー

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