写真の(1)なんですが、単振動なのに円運動の公式を使うのってどうしてですか？ また、単振動で円運動の公式を使える時は、どういう時なのか教えて欲しいです🙇‍♀️

218. 単振動の式 原点Oを中心として,x軸上で単振動をする物体があ る。この単振動の振幅は A[m], 振動数はf [Hz] である。 物体が, 原点O を負の向きに通過する時刻を t=0とする。 この単振動について,次の各 問に答えよ。 (1) 角振動数を求めよ。 (2) (3) 速さの最大値を求めよ。 (4) 加速度の大きさの最大値を求めよ。 例題 30 ヒント (2) 物体は, t=0 において原点を負の向きに通過するため, 初期位相は"となる。 時刻t (0) における変位 x [m] を表す式を示せ。 x〔m〕 A -A (E) (N)

この問題の（2）の解説なんですが、どこから1/4周期と分かるのですか？ 教えて下さい。

発展問題 80.2つの物体の単振動■ 図1のように, ばね定数kの軽いばねの一端を壁に固定し 他端に質量Mの物体Aをつける。 床は水平でなめらかである。 このばねを自然の長さ 20 からαだけ縮めた状態にして、 質量mの物体Bを物体Aに接するように置き、手で押さ えておく。 手をはなしたときの時刻を t=0 として, その後の物体AとBの運動につい て考える。次の各問に答えよ。 トー自然の長さ→ (1) 物体AとBがはなれる瞬間のばねの伸びはいく らか｡ 100000円 A B (2) 物体AとBがはなれる時刻を求めよ。 (3) 物体AとBがはなれた後, 物体Bは等速直線運 A 18 動をする。 物体Bの速さを求めよ。 TUGAS (4) 物体AとBがはなれた後, 物体Aは単振動をする。 この単振動の振幅を求めよ。 B 100000 A 次に,図2のように,物体BをAの上にのせ、物体 Aを単振動させる。 物体AとBとの間の静止摩擦係数 をμ,重力加速度の大きさをgとする。 2 AG (5) 物体Bが物体Aの上をすべることなく, 物体Aが単振動をするためには,振幅はい くら以下でなければならないか。 (京都工芸繊維大改) 例題11 *34-8 81. 滑車と単振動■ なめらかに回転する軽い定滑車に,軽い糸を かけ,一端に質量mの小球P, 他端に質量M (M> m) のおもり Q をつり下げた。次に, Pと床の間を, ばね定数kの軽いばねで鉛 直方向につなぎ, P, Q をつりあいの位置で静止させた。ばねが 自然の長さになるときのPの位置を原点 (x=0) として, 鉛直上向 きにx軸をとる。また, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) P, Qが静止しているときの,Pの位置を求めよ。 P m O- Q k (1) の状態からPを引き下げて静かにはなすと, Pは,糸がピン と張った状態を保って単振動をした。 (2) Pが位置xにあるときのPの加速度をα, 糸の張力の大きさをTとし,P,Qの れぞれの運動方程式を示せ。 ただし, Pは鉛直上向き, Qは鉛直下向きを正とする。 (3) Pの単振動の角振動数を求めよ。運動を (4) 糸がたるまないためには,Pをはなす位置 ha

ある物事が単振動をしている。ある時刻tのときの位置xが =0.50sin2πtと表された。この時の、振幅A、周期T、振動数fを求めなさい。 求め方を教えてください

なぜ振動数は関係しないと書いてあるのに、(2)は振動数を2倍にしても速さは変わらないのですか？

333.波の発生 に速さ 20m/sで伝わる正弦波が生じた。次の各間に答えよ。 (1) 波の波長は何mか。 波源を振幅 0.10m, 振動数10Hzの単振動をさせると,x軸の正の向き (2) 波源の振幅を2倍の0.20mにすると,速さはいくらになるか。また, 振動数を 倍の20HZ にすると,速さはいくらになるか。 (3 (2)のときの波の波長は,それぞれいくらか。

教えて欲しいです…

n vi 17. [広島大] 図のように,なめらかな水平面上 に,一端が固定されたばね定数 kの ばねが置かれている。ばねの他端に は質量 m の物体 Aがつけられてい 「0a V る。初め,ばねは自然の長さになっ ており, 物体 Aは静止している。図のように水平方向にx軸をとり,紙面に向かって右 向きを正とする。物体 A の初めの位置をx=0 とする。 質量 M(M>m)の物体Bを,速度 0。(vゅ>0)で物体 Aに衝突させた。物体 A と物体 Bは弾性衝突し,衝突直後,両物体は右方向に進み,その後,物体A と物体Bはばねが 最も縮んだ後に再衝突を起こした。ばねは弾性力がフックの法則に従う範囲で伸縮し,ま た,ばねの質量,および物体の大きさはないものとする。 初めの衝突の瞬間を時刻t=0 とし,再衝突の起きる時刻をもとする。初めの衝突から 再衝突が起きるまでの間, 物体 A は単振動を行った。次の問いに答えよ。必要であれば, 円周率元を用いよ。 (1) 初めの衝突直後の物体 A, 物体 Bの速度をそれぞれひA, UB とする。 (a) 初めの衝突前後で成りたつ運動量保存の法則を表す式を書け。 (b) VA, UBを, m, M, voを用いて表せ。 (2) ばねが最も縮んだとき, 物体Aは, x=Lの位置にあった。LをDA, k, mを用い て表せ。 (3) 初めの衝突から再衝突までの間の任意の時刻t(0<tハ)における物体 A, 物体Bの 位置をxA, XBとする。XAをひA, m, M, k, tの中から, XBをVB» m, M, k, tの 中から必要なものを用いてそれぞれ表せ。 (4) ばねが最も縮んだ後, 物体 A と物体Bは, x= T の位置で再衝突した。この場合 の再衝突が起こる時刻も」を, m, kを用いて表せ。

最後の式変形はどうしてこのようになるのですか？ 一応（）の中を√m/kで括ってcos(t-π)で答えが出るのは確認したんですが… 変形しなくてもできるのでしょうか？できるなら何故ですか？√m/kが整数でないとダメだと思うんですけど。

図bのようになる。 VA (5) 時刻oのとき振動中心にいて, 最 大の速さuであることと, 周期 2to u 0 to 2t。 3t。 を考慮すると, その後のひムの時間 変化は右のようになる。o以後は cos 型の曲線だから, o以後の時間 をぜ(=t-t), 角振動数を ω'とす (m) u グラフから cos 型 と見きわめる。 ると 2匹(t- to) T VA= u cos 't=u cos k t m d 「k k COS k d COS 2Vm m t ニ ニ k 2V m m

最後の式変形はどうしてこのようになるのですか？ 一応（）の中を√m/kで括ってcos(t-π)で答えが出るのは確認したんですが… 変形しなくてもできるのでしょうか？できるなら何故ですか？√m/kが整数でないとダメだと思うんですけど。

図bのようになる。 VA (5) 時刻oのとき振動中心にいて, 最 大の速さuであることと, 周期 2to u 0 to 2t。 3t。 を考慮すると, その後のひムの時間 変化は右のようになる。o以後は cos 型の曲線だから, o以後の時間 をぜ(=t-t), 角振動数を ω'とす (m) u グラフから cos 型 と見きわめる。 ると 2匹(t- to) T VA= u cos 't=u cos k t m d 「k k COS k d COS 2Vm m t ニ ニ k 2V m m

なぜこのcosの条件からこのωの条件が出てくるのかがわかりません。(2)です。お願いです🤲

図のように,半径がRの円形の針金に質量 m の小さな物体が通 してある.針金上の A点には,直径 PA に沿った方向に, この針金 を回転させるための腕がついている。円形針金を下にし, 脱腕を鉛直 方向にとって, これを回転軸として角速度 で針金を回転させる。 針金と小物体との間には摩擦はないものとし,重力加速度をgとし 腕 A て,次の各問いに答えよ。 (1) 円形針金の中心Oと点Qを結ぶ直線 OQ が鉛直線 OPとなす 角を0とすると,点Qにある小物体に働く遠心力, 針金からの抗 力および重力の合力の針金の接線方向成分はいくらか。 ) P点とA点以外につりあい点が存在するために @が満たさなければならない条件を求め 0 0 m P よ。 (3) P点のつりあいが安定であるための条件を求めよ。 ここにつりあいが安定とは, 物体がつりあい点からわずかにずれたときに力がつりあい点に 戻す向きに働き, 物体がつりあい点のまわりで振動する場合をいう. そうでない場合を, つ りあいが不安定という。 (4) P点のつりあいが安定のとき,小物体をP点から少しずらして離したところ, 小物体は点 Pを中心として小さな振幅で針金に対して単振動をした。 このときの周期はいくらか. この 場合,0が微小角度のときの近似以式 sin 0=0, cos @=1 を使って求めよ. (東京電機大学)

解答がないので答え合わせを頼みたいです 読みにくいですが解放もあっているか確認して頂だけると嬉しいです よろしくお願いします

V/VII。 229.滑車と単振動闘 なめらかに回転する軽い定滑車に,軽い糸 をかけ, 一端に質量mの小球P, 他端に質量 M(M>m)のおもり Qをつり下げた。次に, Pと床の間を, ばね定数たの軽いばねで 鉛直方向につなぎ, P, Qをつりあいの位置で静止させた。ばね が自然の長さになるときのPの位置を原点(x=0)として, 船直上 向きにx軸をとる。また, 重力加速度の大きさをgとする。 (1) P, Qが静止しているときの, Pの位置を求めよ。 (1)の状態からPを引き下げて静かにはなすと, Pは, 糸がピン と張った状態を保って単振動をした。 (2) Pが位置xにあるときのPの加速度をa, 糸の張力の大きさをTとし, P, Qのそ れぞれの運動方程式を示せ。ただし, Pは鉛直上向き, Qは鉛直下向きを正とする。 (3) Pの単振動の角振動数を求めよ。 (4) 糸がたるまないためには, Pをはなす位置がいくらよりも上であればよいか。 P 0+ M (立命館大 改) 時例題20 (3)a=-wX Matma: (m-M)4 a- (m-M)x 1 Mg = mgt KX 14)a- Fuz k kk: M&-m2 M4-mg k m+M Mu= Mg-T M():M4-T T-Ma- M()3o たゆまない1。 tkを(は(mtM) トミ (mtm) Lo-ト3X。- IM-m)2 mt M (21 P- Ttma: k かリーカ以 (m-M)¢ (M-m)g k ミ- w- ト my- Mg (m-M)g Ttma= (m-M)4 mtM (m-M)は k m+M (M-m)4 yo w k (mtM) a. Ma= T。 (m+M)4 mtM K K K 2Mg K W- ntM 2mg k

(4)を力学的エネルギー保存則で解きたいのですが可能ですか？

けずらしてからはなす。このとき物体Pは単振動する。単振動は等速円運動のx軸上への正 A 標準問題 (2) 時 減 必解52. (2本のばねによる単振動) 図のように,なめらかな水平面上に質量 m の物体Pが同 じばね定数kをもった2つのばね A, B とばねが自然の長さ にある状態でつながっている。水平面上右向きにx軸をとり, A ロ B rO00OP rOO 重 (3 射影の運動であるといえる。時刻 t=0 において, 物体Pはちょうど×座標の原点Oを正。 向きに向かって通過した。ばねの質量はないものとして, 次の問いに答えよ。 (1)任意の時刻tにおける物体Pの位置xおよび速度ひを,等速円連動の角速度ωを用いて 必解 表せ。 (2)任意の時刻tにおいて物体Pが位置xにあるときの加速度αを,oとxを用いて表せ、 また,2つのばねAとBから受ける力Fを,kとxを用いて表せ。 (3)物体Pが×=aに達してから, 初めて原点Oを通過するまでの時間 to と,初めて -a を通過するまでの時間もを,kとmを用いて表せ。 x= 2° (4)物体Pの運動エネルギーKの最大値とそのときの位置,およびばねの弾性力による物体 Pの位置エネルギーびの最大値とそのときの位置を表せ。ただし,ωやTを用いないこと。 (5) 物体Pが単振動しているときの速度»と位置xの関係を求め, vを縦軸に,xを横軸にと ってグラフに示せ。このとき座標軸との交点を,a, kおよび mを用いて表せ。また、物 体Pが時間とともに図上をたどる向きを矢印で表せ。 【香川大 改) し