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Physics Senior High

(ク)の答えについて質問です。 問題文に摩擦力fが与えられているのに、なぜそのfをmaに変換しているんですか?

1942物体の単振動 次の文中の k Bm A IM を埋めよ。 図に示すように, ばね定数んの軽いばねを水平でなめ らかな床の上に置き, その左端を壁に固定した。その右 端には,質量 Mの物体Aを取りつけ, その上に質量mの小さな物体Bをのせた。物体 Aの上面はあらい水平面であるとする。 物体Aを引っ張ってばねを伸ばし,静かにはな すと,物体Aと物体Bは一体となって運動を始めた。 物体の加速度の向きは,図のばね にそった方向の右向きを正とする。 重力加速度の大きさをg とする。 ばねの自然の長さからの伸び,すなわち両物体の変位がx (x>0) のときの両物体の 加速度をαとする。 このとき, 物体Aと物体Bが及ぼしあう摩擦力の大きさをfとする と,物体Bの運動方程式は ma=ア 物体Aの運動方程式は ・① Ma=イ × x + ウ と書き表され, ①式と②式を加えると (M+m)a= エ ② ..... ③ が得られる。 ③式は,x<0 の場合も同様に成立する。 ③式より ばねをd (d> 0) だけ 引き伸ばして物体Aを静かにはなした場合の運動は、振幅がdで角振動数がオ の 単振動であることがわかる。 したがって, 両物体の速さの最大値はdxカ,加速度 の大きさの最大値はキであり, ①式を考慮すると, 物体Bが物体Aの上ですべらず に運動する, すなわち, 物体Aと物体Bが一体となって運動するためには, 物体Aと物 体Bの間の静止摩擦係数がク 以上でなければならない。 [16 関西大 改] → 180, 181

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Mathematics Senior High

この問題の(2)なのですが、方針1の方で、解答の1行目と2行目は何の意味があるのでしょうか。 また、どんな時に置き換えができるのでしょうか。

58 重要 例題 35 不等式の証明の拡張 00000 |a|<1, |6|<1, |c|<1のとき、次の不等式が成り立つことを証明せよ。 (1) ab+1 >a+b CHART & THINKING 似た問題 1 結果を使う (2) abc+2>a+b+c 2 方法をまねる (1) 大小比較は差を作る方針。 基本 27,29 (2)文字が多いため, 差を作る方針では煩雑になる。 そこで,(2),(1)の2文字 (a, b) か ら 3文字 (a, b, c) に拡張された問題であることに注目すると、1の方針で証明できそ うだ。 (1) の結果をどのように利用すればよいだろうか? → |a|<1, |6|<1 から |αb|<1であることに注目。 また, (1) を1回利用して不十分な ら、2回利用することも考えよう。 ①なぜこの考え方に辿りつける。 解答 35 (s+x+x) xvx O 大小比較 差を作る (1)(ab+1)-(a+b)=(6-1)a-(3-1)=(a-1) (6-1) lak<1,16|<1 であるから a-1<0, b-1<0 となる よって (a-1)(b-1)>0 すなわち (ab+1)-(a+b)>0 ←-1<a<1, -1<6<1 +x(s+y)+(s+y) 0=(x+x(s+)+ x)(s+) したがって ab+1>a + b (2)|a|<1,|6|<1 であるから |ab|<1-1" + |ab|<1, |c|<1 であるから, (1) を利用して (ab+1)+c>(a+b)+c (abc+2)-(a+b+c)=(bc-1)a+2-b-c bc<1 (ab)c+1>ab+c F7 A7B ⇒A よって abc+2>ab+c+1 B7C (1)から ゆえに abc+2>a+b+c |6|<1,|c|<1 であるから よって bc-1<0 |a|<1 であるから a<1 ゆえに (bc-1)a>(bc-1)・1 よって (bc-1)a+2-b-c>bc-1+2-b-c =(6-1)(c-1) |6|<1, |c|<1 であるから (6-1)(c-1)>0 6-1<0,c-1<0 ものを 結果を使う (1)の不等式でα を abに, bをcにおき換える。 ab+1>a+b の両辺に cを加える。 大小比較差を作る -1<bc<1 α<1 の両辺に負の数 bc-1 を掛ける。 値付逆になる ゆえに したがって abc+2>a+b+c PRACTICE 259

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