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Physics Senior High

問10の振動の中心が下にずれるのは何からわかりますか?

36 単振動 ③ 図のように、 エレベーターの天井にばね定数kの軽いばねの一端 を固定し、 他端に質量mの物体を取り付けた。 ばねの長さが自然長 のときの物体の位置を原点Oとし, 鉛直下向きに軸をとり、 エレ ベーター内の人から見た立場で, 物体の運動について考える。 重力 加速度の大きさをg とする。 〈福岡大・改〉 エレベーターが静止している場合について考える。 問1 ばねが自然長となる位置まで物体を持ち上げて静かにはなす と、物体は静かに振動した。 振動の中心での物体の位置zとして正しいものを、 次の ①~④のうちから一つ選べ。 zo= ① mgk ② 3 2 の解答群 ① mgk mg k 問2 物体の位置がのとき, 物体にはたらく力をk, To, πで表したものとして正しい ものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 ①k (x+エ) 2 -k(x+xo) 3k(x-xo) 4-k(x-xo) 問3 問2のつねに振動の中心に向かう力を何というか。 正しいものを次の①~④のう ちから一つ選べ。 ① 慣性力 ②垂直抗力 ③復元力 ④ 重力 m(g-a) k 問4 このときの振動の周期は1, 振幅は 2 である。それぞれの答として正 しいものを、 次の解答群のなかから一つ選べ。 の解答群 02x√mk ② 2π√ ②mg ma=- 2mg k 3 t₁ = と書けるから, 小物体の運動は, [④ k ③2π√ m 2mg k 2π 1 Im @ = π√ k 2 次に、エレベーターが鉛直上向きの一定の加速度で上昇している場合について考える。 この加速度の大きさをaとする。 問5 ばねが自然長となる位置まで物体を持ち上げて静かにはなすと, 物体は力のつり あいの位置を中心として鉛直方向に単振動した。 振動の中心での物体の位置とし て正しいものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 = m(g+a) ① ② 2m(g+a) 3 k mg F=-kx+u'mg=-k(x-μ'mg) 小物体の加速度をaとすると, 小物体の運動方程式は, m 4 kx=μmg よって, In=y k 問2 小物体が座標xのとき, 小物体には水平方向にばねの弾性力と動摩擦力がはたら いているから, -kx Mo -k(エードm2) よって,a=-; k (x-μ'mg) m k _mgを中心とした角振動数 69 = I= k k mg 1 k 4 2Vm mg ~000000000000 の単振動 となる。 よって, 小物体を静かに放してから次に速度が0になるまでの時間は単振 動の周期の半分になるから, 36 問1 ② 問2④ 問3 [③] 問4 1:②2:② 問5 ② 問6 [④] 問7 ② 問8③ 問9② 問10 ⑦ より, To=22 □ k m(g+a) 解説 問1 物体が位置にあるとき物体には重力 mg, ばねの弾性力 kx がはたらく。 加速度をα とすると, 運動方程式は, ma=-kr+mg より, x+g=-- ・・・・・・(i) 振動の中心では加速度 α が0となることから,物体はx=mgを中心 mg ......(ii) とする単振動をする。よって、 am pimg 0+ | Point 振動の中心(力のつりあいの位置) では、物体の加速度は0. 速度は最大。 問2 (ii)式より mg=kx であるから, 位置xのとき物体にはたらく力は, f=-kx+mg=-kx+kro=-k(x-xo) 問3 復元力。 物体に, 力のつりあいの位置からの変位 (x-x。) に比例した力がつねに 中心方向にはたらくとき, 物体は単振動をする。 問4 このときの角振動数を400, 周期をTとし, (i) 式を単振動の式 a=-2(x-xo) と比べて Wo=₁ Vm mg 第1章 力学 問6 物体の位置がxのとき, 物体の加速度をm, k, x, x1 を用いて表したものとして 正しいものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 =(x+x₁) ③ -(x-x₁) @ -(x-x₁) [① =(x+x₁) ② kl m [① 問7 この単振動の角振動数として正しいものを、 次の①~④のうちから一つ選べ。 V k ② k V m m ③ /2k Vm 問8 エレベーターが静止している場合と比較すると, 周期は何倍になっているか。 正 しいものを次の①~④のうちから一つ選べ。 倍 01/0 31 42 問9 振幅として正しいものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 m(g-a) m(g+a) 2m(g+a) ③ 4 k k 問10 振動の中心は, エレベーターが静止して いる場合と比べて距離 アだけ に ずれている。アとイに入れる式と 語の組合せとして正しいものを、 次の①~⑧ のうちから一つ選べ。 a₁=- m k ④2m A₁=n=" ......(iii) ① ② 問10問1 問5の結果より, X1 Xo = 3 4 ⑤ (6) 1) 8 _m(g+a)_me="k ma k m(g+a) ア mak ma 2k より、 α= = 1/² {x_m(g+a)} となるから、物体はx=m(g+α) (=z) を中心とする単振動 をする。 問6 ()式で! mota) として, k( (x-x₁)(iv) 772 問7 振動の中心を原点とするX軸をとると,X=ェーエ」 となり, (iv)式は, k 自然長の位置 (x=0) が振動の端点になる。 ma k k ma mak また, 物体を自然長の位置から静かにはなすと, 自然長の位置 (x=0) が振動の端点 になり, 振幅 A, は, Aozo- mg k ma 2k (i)式はαo=(x-xa) と書ける。 振動の中心を原点としてX軸をとる m と表せるから 単振動の式 α = ² X と比べると, 角振動数 (1) は, k an √ m 問8 このときの周期をTとすると, T=2x=2x、m=To ma k k ma と、X=ェェ。 と表され, X=0 を中心とする単振動の式はαo=wX となる。 問5 エレベーターの中で観測する人から見ると, 物体には慣性力 maがx軸正の向き (鉛直下向き) に見かけ上はたらく。 物体の 加速度をαとして運動方程式は, 1a ma=-kr+mg+ma @0₁ であるから1倍である。 問9 自然 (z=0) の位置から静かに放しているから, 振幅 A, は, m(g+a) k よって、振動の中心は距離だけ下にずれている。 イ 上 上 44 6000000000 下 下 Ima エ 下 下 8 37 問1 ③ 問2 ② 問6① 問7④ 問3② 問 4 ④ 問5② 問8 [③] 問9① 問10 ④ 解説 問1 おもりがx=0 (振動の中心) より左にあっても右にあっても, x=0 に向 第1章力学

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⑶が解説を見てもよくわかりません、、 説明お願いします!🙇🙇

E ③ 次の手順で、浮力について調べた。 図1 □ (3) (I) 図1の直方体の物 体を、この向きで 水平に保ってばね 4.0cm ばかりにつるした ところ, ばねばかりの目盛りは2.4Nを 水面から物体の底面まで の距離 〔cm〕 15.0cm 24.0cm 示した。 すいそう (II) 図1の物体を,図2のように水槽に入れ、水面から 物体の底面までの距離が5.0cm になるまで1.0 cm ずつしずめ,そのときのばねばかりの目盛りを調 べた。 表は, その結果をまとめたものである。 0 1.0 2.0 図2 3.0 4.0 5.0 ばねばかりの目盛り〔N〕 2.4 2.2 2.0 1.8 1.6 X 図4 ばねばかりの目盛りの値〔N〕 5.0cm 2.0 図3 1.0 32点 (ⅢII) 図1の物体を2個用意し, それらを図3のような向 きで上下にすきまなくつなぎ, ばねばかりにつるし た。 ばねばかりにつるしたそれらの物体を水槽に入 れ,水面から下の物体の底面までの距離が6.0cm になるようにしずめた。 □(1) 計算 (II) で水面から物体の底面までの距離が4.0cmのとき, 物体にはたらく ① 重力, ② 浮力の大きさは,それぞれ何Nか。 ☐(2) 作図 (II) で,表のxにあてはまる数値を予想し, 水面から物体の底面までの距離とばねば あたい かりの示す値との関係を,図4にかきなさい。 計算 (II) のとき, ばねばかりの示す値は何Nか。 上の物体 下の物体 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 水面から物体の底面までの距離〔cm〕 単元3 運動とエネ

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(2)が分からないです。

MK のだ どを ィを そ 情報 たり 世界 る。 の整 ーク 5学 ネ こど ■た。 _ 行・ ス ある 守る あ 1.「教科書p 107例題3-2」 を参考にして、次の問題に答えなさい。 東北アウトレット本部では、一日の営業活動の終了後、これからの販売計画の資料とするために、各支 店から売上票を受け取り、売上一覧表を作成することにした。 ■入力データ 秋田支店 衣料品 ¥38,000 食料品 ¥43,000 電化製品 ¥35,000 雑貨 ¥12,000 その他 ¥8,000 ■処理結果 1 2 3 4 衣料品 5 食料品 6 電化製品 (5) 8 その他 9 合計 10. 最大 11 (2) 売上集計一覧表 商品区分 秋田支店 盛岡支店 38,000 32,000 24,000 _28,000 9,000 F 6 B B 9 盛岡支店 衣料品 ¥32,000 食料品 ¥24,000 電化製品 雑貨 ¥28,000 ¥9,000 ¥10,000 その他 C10 D11 35,000 | 12, 000 8,000 136, 000 C 43,000 8,000 103,000 32,000 9,000 仙台支店 衣料品 ¥26,000 食料品 ¥17,000 電化製品 ¥18,000 雑貨 ¥6,000 その他 ¥15,000 E ① 仙台支店 2 32,000 3 43,000 (1) ③ 雑貨 26,000 21,000 【例】 E4 【例】 =SUM (B4:D4) 単位:円 合計 26, 000 17,000| 18,000 6,000 27,000 15,000| 33,000 82,000 321, 000 96,000 27,000 96, 000 84,000 〔令和5年7月2日配付 6,000 (1) 処理結果の① ~ ⑧ に表示される語や数値を答えなさい。 (2) 例を参考にして、 F6、B9、 C10、D11の各セルに入力する関数を利用した式をそれぞれ答 えなさい。 F 平均 2 28, 000 27,000 9,000 11,000 81,000 最小

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