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Physics Senior High

【単振動 力学的エネルギー保存】本当に困っています。2時間ほど調べましたが、本当に単振動がわからないです。助けてください。 この問題の問4の解説で、赤マーカーの力学的エネルギー保存の式について2つ質問があります。 ①弾性力による位置エネルギーをつりあいの点基準に考えた時、... Read More

図1のように、水平面と角度0をなすなめらかな斜面をもつ台があり、床に固 定されている。この台の点Pに質量の無視できるばね定数&のばねの一端を固 定し、他端には厚さの無視できる質量Mの板をはずれないように取り付ける。 さらに質量mの物体を板に接するように置いて,つり合いの位置で静止させ た。このときばねが自然長から縮んだ長さはdであった。斜面に沿って上向き をX軸正とし,つり合っているときの板の位置を原点0(X = 0)にとる。ばね はX軸方向にのみ伸縮でき、物体と斜面,板と斜面の間の摩擦および空気抵抗 は無視できるとする。板は点Pの位置まで移動することはなく、斜面は十分に 長くとってあり物体と板が斜面から飛び出すことはない。重力加速度の大きさを gとして以下の問に答えよ。解答は導出過程も含めて記述せよ。 問1 dを0,k, M, mおよびgを用いて表せ。 問2 以下の文章の (ア) から (ク) を0,k, M, m, gおよび下の文 (イ) と (エ) には下の文中 中のxから適切な記号を用いて表せ。 のTを用いること。 物体と板が離れず一体となるように手で押さえて,ばねの長さをつり合い の位置から Ad だけ縮め,静かに手を放す。はじめに,物体と板が一体と なって運動している場合を考える。板が位置X=xを通過するときの物体 と板の加速度をaとする。斜面から物体にはたらく垂直抗力の大きさは であり,物体が板から受ける力の大きさをTとすると,物体に である。また、斜面から板にはたらく (ア) (イ) はたらくX軸方向の力は

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51の2番の問題で加える力0なのにどうして物体は動くのでしょうか 後解説の最後らへんで等加速度の公式を使ってますが初速度は0ではないのでしょうか

3運動の法則 -35 50>加速時の力 質量が440tの車両を10両編成している新幹線が, 0.40 m/s° の加 速度で加速している。この車両全体が受けている合力はいくらか。 51>物体の運動 粗い水平面上に質量 m の物体が静止して いる。重力加速度の大きさをg,物体と斜面との間の動摩擦 係数をμ'とする。次の問いに答えよ。めよ (1) 図のように物体に水平から 30°上向きにFの大きさの 力を加えたところ,物体は一定の加速度で水平に運動した。物体に生じる加速度の大 きさと垂直抗力の大きさを求めよ。に網をつよ m8.0 ちら大の場 (2) 物体に加える力を0にしたところ,物体は1の距離を滑って静止した。加える力を 0にしたときの物体の速さを求めよ。合獣 es.0k爆 準のの 30° の 面 a To. nte の大きさをα 大きさをN 52>自動車のブレーキ時の力 721km/h で走っている自動車が急プレーキをかけ,プ レーキが効き始めてから止まるまでに, 乾いた舗装道路で 40m進んでしまうことが知 られている。プレーキが効いているときの運動が等加速度運動であるとし,自動車の質 量を1.2×10°kgとして, 次の問いに答えよ。 (1) プレーキが効き始めてから止まるまでにかかる時間はいくらか。こ画 () (2) 自動車が路面から受ける摩擦力の大きさはいくらか。 ヒント(1) ひ-tグラフの面積から考えてみる。 と重力だ 山 (9) 飯放高 (8) ものとする。 重加速度の) 53>質量 無重力の宇宙空間で,質量が1kgの物体Aにある大きさの力を加えたと ころ4.0m/s°の加速度が生じた。同じ大きさの力を質量が不明な物体Bに加えると 2.0m/s?の加速度が生じた。物体Bの質量はいくらか。 も大さ日のぶちも大さA向武平水却 54>バーベルを持ち上げる 150kgのバーベルを持ち上げる瞬間の加速度の大きさは 2.2m/s°だった。その瞬間に人が加えた力の大きさを求めよ。重力加速度の大きさを 9.8m/s° とする。 Aケ るJ連 た。AとBが! BARKA さでれ

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(2)なんで解答の微小時間後の波形→赤い点線 がこうなるのですか?これ→鉛筆で書いたやつ ではないんですか?

196 . 負の向きに進む波画 * 山上を負の向きに, 正 慈波が進んでいる。図 1 は、ある時刻における変位 ym〕と位置 x(m〕との関係を示している。また, 図 2 は, ある位置での変位 y(m]と時刻 /【s}との関係 を示している。 ①) 波の速さはいくらか。 (2) 図1を7ニ0の波形として, 図2 のような族位 と時刻の関係となる点を, A一の記号で答えよ。 (3) 図1の状態のあと, 点Aの位置に波の山が来 るときの時刻を、自然数ヵ(ヵニー0, 1, 2, …)を用 いて表せ。 (10. 要媛大 改) 剛議Ne 194 実線の波の山が。すぐ隣の破線の波の山まで移動したとは限らない。 195 (2) 時刻0 における点Pの速度は, y 軸の負の向きである。 196 (2) 図2 において, 時刻0 から微小時間が経過したとき, 召質の変位の向きはy SS 図1 の状態から微小時間が経過したときの波形を描くことで, 爆質各点の速度の向き きる。 量罰 ()) 図 から波長4. 図? から周期 を読み取り, ゥ=ニ4/アのの 茜用いて計算する。(2) 図 ? では, 時刻 7三0 において, 変位がy=0 『②2。 速度がy軸の正の向きとなっている。それに該当する点を図1 05押せばよい。(3) FA 間の距離は 7.5m であり. F にある山が最初 トAの位置に到達したのち, 次に山がAの位置に到達するまでの時間は, 効財期に等しい。 () 悦1から, 波長ハー12m, 図2 から, 周期 7=0.040sであぁ 2。 したがって, 波が伝わる速き ゥは, 語2K2 7ーo640 90x1WmA GR 2か5 /=0の次の Mr 0 | 先に0で, 和紀が0. 束 向きさとなっており。(= Moの と でOMはy特ON 6。 図1において, 後 0 靖後の波形を描くと, 〇條時間後の形を描 うになる。これから, 点Dの変位がゞ較の正の向きとなり | くとき、反がx較の負の り六度がゞ朝の正の向き), 求める点はDであることがわかる。 | 向きに進んでいることに 『の山が最初にA の位置簡傍するのにかかる時間は, 注忠する。

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