（2）の式変形がどうして答えに繋がったのか詳しい途中式が知りたいです。

200000000000円 x軸をとる。 A 500 m x L P 例題 3) の操作を さだけを変 とする 重力加速 発展例題20 振動する台上の物体の運動 図のように、ばね定数kの軽いばねの下端を固定し,上端に質量Mの 水平な台Bを取りつけ,その上に質量mの物体Aをのせた装置がある。 物体Aと台Bを, つりあいの位置を中心に鉛直方向に単振動をさせる。 このとき,物体Aが台Bからはなれることがないとすると, AとBは同 じ単振動をする。重力加速度の大きさをgとして,次の各問に答えよ。 (1) 装置全体がつりあいの状態にあるとき,自然長からのばねの縮み 4 はいくらか。 (2) 台Bとともに単振動をしている, 物体Aの加速度αはいくらか。 鉛直上向きを正, Aのつりあいの位置からの変位をxとして, 加速度αをxの関数として表せ。 (3) 台Bが物体Aを押す力を,Aのつりあいの位置からの変位xの関数として表せ。 (4) 台Bが最高点に達したとき, 台Bが物体Aを押す力fがちょうど0になったとする。 このときの単振動の振幅ro を,M,m,k,g を用いて表せ。 (1) (5) 台Bをつりあいの位置から√2 だけ押し下げ, 静かにはなすと, 物体Aは, つり あいの位置からの変位がx のところで台Bからはなれた。 変位 x1, およびそのとき の物体Aの速さを, M, m, k, g を用いてそれぞれ表せ。 (京都産業大改) 指針 (1) 装置全体について, 力のつり あいの式を立てる。 (2) A,Bが一体となって運動しているので, A とBを一体とみなして運動方程式を立てる。 (3) (4) Aにはたらく力を考え, Aについての運 動方程式から, 力を求める。 (4) は, (3) 結果を利用する。 (5) AがBからはなれるのは, f = 0 のときであ る。また, 単振動におけるエネルギー保存の法 則では, 運動エネルギーと復元力による位置エ ネルギーの和は一定である。 復元力による位置 エネルギーは, つりあいの位置からの変位xを 用いて, kx2/2 と表される。 AkAl ■解説 (1) AとBを 一体とみなす。 力のつりあ いから, kAl-(M+m)g=0 M+m k A g B 41= A (2) AとBを一体とみなす と,変位xのときに受ける B 力は、図のように示される。 運動方程式を立てると, (M+m)g k(Al-x) ↑a (M+m)g (M+m)a=k(Al-x)-(M+m)g k kal-(M+m)g=0 を用いて, a =-- M+m x (3) Aが受ける力は,図の ように示される。 Aの運動 方程式を立てると, ma=f-mg f=m (g+a) k M+m M+m k v= 発展問題 235, 236 A g B A D**.24 B g ro= m k =mg- 東心平本全第一 (4) このとき,Aは振動の端に達しており, (3) の式でx=r のとき, f = 0 になったと考えら れる。 0= m (g-kmro) M mg M+m k (5) AがBからはなれるのは, f = 0 になるとき である。 (4) の結果から, 変位 x, は, Ĵa x r に値を代入して, vを求めると M+m k 第Ⅱ章 g x₁=ro= はなれたときのA,Bの速さをvとする。Bを √2yo だけ押し下げてはなした直後とAとB がはなれるときとでは, AとBの単振動のエネ ルギーの和は保存される。 単振動におけるエネ ルギー保存の法則を用いると、 1/2 k (√2 r.) ² = 1 {kx²³² + 1/2 (M+m) v² 9. 単振動 11

開発講座の問題です 問2が分かりません ⑥にイギリスの例があって製鉄が環境破壊を招いている点が似ていたのでここが同値関係となっていて、2の歴史家を選びましたが違いました ここは関係ないんですか？ あと⑥の最後の方に書いてある「このため英国の森が破壊しかけた所〜ご理解がcol... Read More

第3問 次の文章を読んで左の問に答えよ。 日本の運命を変えたのは、四世紀ごろから進んでいた朝鮮半島における自然破壊で した。むろん、日本人がやったのではありません。朝鮮人がやったのです。山を掘り くずして、砂鉄を(ト)り製鉄をはじめたのです。 おそろしいばかりの自然破壊でした。 鉄の製(レン)には木炭を必要とします。わず 数トンの鉄をつくるのに、一つの山が裸になるほどの木炭を必要とします。 5 製鉄集団は、おそらく女性や子供をふくめて何百人という単位だったでしょう。 そ れらが、朝鮮の山から山へ移動して、丸裸にしてゆきました。 「むろん、そのあとに植林をするということはしなかったようです。朝鮮の山は、不 幸なことに自然の復元力がよわいのです。むろん、ギリシャ文明が去ったあとのギリ シャの自然ほどではありませんが、朝鮮の山々は乾き、山の土(ジョウ)は風に吹きと 10 ばされて、岩の層が露出するといった風景になりました。むろんこれは、 イ的想 像力でいっているので、三世紀、四世紀の朝鮮には、そのことを書いた文献はありま せん。 三、四世紀の朝鮮半島の製鉄業者たちに話をもどします。 かれらは、遊牧民が草を 求めて移動するように、森を求めて移動するひとびとでした。朝鮮の山々を裸にして 15 しまったとき、はるか南の海に、樹木の多い島々があることを知ったのです。それが、 日本でした。やがていくつものグループが海をわたって、日本にきました。五世紀 第3問 12

(1)この解き方どこが間違ってますか

(9) - P₁ (Sh) = P₂ (s (hex)) Pint = P₂ W/(1+1) P₁ = P₂ ( 1+ 20 ) - P₁ - hert h Pr P₂ = & W. hexa + Pi (CT)

（1）ってどうしてマイナスなんですか？？

9 記述 187 単振り子 長さlの糸の一端を天井に付け,他端に質 量 を鉛直に対し,0だけ傾けた状態で手を放す。 0の大きく なる向きを正とし,重力加速度の大きさをgとする。 468 右図のように糸 のおもりを付けた単振り子がある。 (1) 図の点Aにおいて, おもりにはたらく力の運動方向 の成分を, m, g, 0 で表せ。 (2) 円弧AO をxとし, 0が微小角のとき sin00 の関 係を用いることで, (1) の復元力をm, g, l, x で表せ。 (3) (2)のとき, おもりについて運動方程式をつくり, 単振 動の角振動数,周期をそれぞれ求めよ。 動の心 (4) ガリレオガリレイが発見した｢振り子の等時性」 について、簡潔に説明せよ。 AX x 0

どう考えたら2mg/kとなるのでしょうか

物 必解 144 鉛直ばね振り子 ばね定数kの軽いばねの上端を固定し,下端に質量 mo 体Pを取りつける。 ばねが自然の長さになるところまでPを持ち上げて、静かに すと,Pは鉛直方向で上下に振動を始めた。重力加速度の大きさをgとする。 (1) Pにはたらく力がつり合うとき, ばねの自然の長さからの伸びはいくらか。 48 (2) つり合いの位置からさらにæだけばねが伸びたとき,Pにはたらく力の合力はた らか。ただし、鉛直下向きを正とする。 また,このような力がはたらくときのた 名称を答えよ。 (3) Pの振動の周期と振幅はいくらか。 Pの速さの最大値およびそのときのばねの自然の長さからの伸びはいくらか。 (5) Pの加速度の大きさの最大値およびそのときのばねの自然の長さからの伸びは らか｡ センサー 41,42, 43,4 2 IE2 2 EX

全てが分かりません。公式にこんなの存在しないし、何に当てはめてんのか意味がわかりません。どうしたらこの回答になるのか教えてください。どなたか心優しい方教えてください。

物体をx軸の正の向きに引き,ある位置で物体を静かにはなすと, 物体は動き始め, 時間がれだけ経過したとき速度が初めて0になった。 この間, 物体の位置がこのとき、 物体にはたらく力の水平成分 F はいくらか。 2) (1) のとき, はいくらか (ust) 20 148 重まった2物体の単振動 図のように、ばね定 kのぼれのつながった質量Mの平らな台がなめら かな水学童上にあり、台の上には質量mの物体が置 かれているばねの他端は壁に固定されており,台を 水平に携載 伸びたところで台を静かにはなしたところ, 物体は台の上ですべることなく,台と一体 となって 1) この振動の周期を求めよ。 台 小物体 ばね k M 1000 m 台を水平に引っ張り, ばねが自然の長さからdだけ せることができる。 重力加速度の大きさをgとする。 した。台と物体の間の静止摩擦係数をμ, (2) 水平面に対する台の速さの最大値を求めよ。 (3) 振動中にばねの伸びがd となった瞬間の、物体にはたらく摩擦力の大きさを求めよ。 4) 振動中に小物体が台の上ですべらないためのdの最大値を求めよ。 10 149 初期位相がある単振動なめらかな水平面上に 質量mの小球を置いてばね定数んの軽いばねの一端 を接続し、ばねの他端を壁に固定する。 ばねが自然の 長さのときの小球の位置を原点として、図の右向 きに軸をとる。 速度の正の向きは、x軸の正の向きとする。 (1) 時刻 t=0 に, 原点Oにある小球に初速度(v>0) を与えたところ,小球は単振動 を行った。 単振動の振幅Aをkm, v を用いて表せ。 2) (1) のとき、小球の単振動の角振動数をとして,時刻における小球の座標xをA, wtを用いて表せ。 (3) 小球を一度静止させて r=A の位置まで移動し、静かにはなすと小球は角振動数ω の単振動を行った。 小球をはなした時刻を t=0 として、時刻における小球の座標 を A, wt を用いて表せ。 4③3)の大き、小球が原点を通過するときの速さを Vとする。時刻における小球の 速度をV, w, tを用いて表せ。 Aはかんけいないから下線 自然の長さ 2000000000 ○ 10 単振動

速度がゼロになるのは両端ですよね？普通に1/4Tになると思うんですけど、なんで1/2Tなんですか？そうなったら真ん中が速いってことじゃないですか。意味不明です。これは解説が間違ってますよね？

147 実験のある運動 ばね定数kの軽いばねの一端 質量の物体を取りつけ、 あらい水平面上に置き、 ばねの他端を壁に取りつけた。 ばねが自然の長さのと きの物体の位置を原点として、 図のように軸を とり力の正の向きは、軸の正の向きとする。重力加速度の大きさを の間の動摩擦係数をμとする と向 の進出 血は氷 1) 物体をx軸の正の向きに引き, ある位置で物体を静かにはなすと, 物体は動き始め, 時間がなだけ経過したとき速度が初めて0になった。 この間, 物体の位置がでのとき. 物体にはたらく力の水平成分Fはいくらか。 2) (1) のときはいくらか。 0000000000 WHEN MUNO 台 小物体 合力に 148 重なった2物体の単振動 図のように、ばね定 数kのばねのつながった質量Mの平らな台がなめら かな水平面上にあり、台の上には質量mの物体が置 かれている。 ばねの他端は壁に固定されており,台を 水平に振動させることができる。台を水平に引っ張り, ばねが自然の長さからdだけ うか。 伸びたところで台を静かにはなしたところ、物体は台の上ですべることなく,台と一体 伸びとなって振動した。 台と物体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。 43 (1) この振動の周期を求めよ。 (2) 水平面に対する台の速さの最大値を求めよ。 (3) 振動中にばねの伸びがdとなった瞬間の, 物体にはたらく摩擦力の大きさを求めよ。 (4) 振動中に小物体が台の上ですべらないためのdの最大値を求めよ。 149 初期位相がある単振動 なめらかな水平面上に 質量mの小球を置いてばね定数kの軽いばねの一端 を接続し ばねの他端を壁に固定する。 ばねが自然の 長さのときの小球の位置を原点 0 として, 図の右向 きに軸をとる。速度の正の向きは,x軸の正の向きとする。 m m M 物体と水平面 x ばね k 7000 自然の長さ [0000000000 ○ (1) 時刻 t=0 に, 原点Oにある小球に初速度vo (v>0) を与えたところ、小球は単振動 を行った。 単振動の振幅 A をk, m, vo を用いて表せ。 のとき サー (2) (1) のとき、小球の単振動の角振動数をωとして,時刻における小球の座標xをA, wtを用いて表せ。 もり (3) 小球を一度静止させてx=A の位置まで移動し、静かにはなすと小球は角振動数 ①のよう の単振動を行った。 小球をはなした時刻を t=0として、時刻における小球の座標x をA, w, tを用いて表せ。 (4) (3) のとき, 小球が原点を通過するときの速さを Vとする。 時刻 t における小球の を用いて表せ。 10

速度がゼロになるのは両端ですよね？普通に1/4Tになると思うんですけど、なんで1/2Tなんですか？そうなったら真ん中が速いってことじゃないですか。意味不明です。

147 実験のある運動 ばね定数kの軽いばねの一端 質量の物体を取りつけ、 あらい水平面上に置き、 ばねの他端を壁に取りつけた。 ばねが自然の長さのと きの物体の位置を原点として、 図のように軸を とり力の正の向きは、軸の正の向きとする。重力加速度の大きさを の間の動摩擦係数をμとする と向 の進出 血は氷 1) 物体をx軸の正の向きに引き, ある位置で物体を静かにはなすと, 物体は動き始め, 時間がなだけ経過したとき速度が初めて0になった。 この間, 物体の位置がでのとき. 物体にはたらく力の水平成分Fはいくらか。 2) (1) のときはいくらか。 0000000000 WHEN MUNO 台 小物体 合力に 148 重なった2物体の単振動 図のように、ばね定 数kのばねのつながった質量Mの平らな台がなめら かな水平面上にあり、台の上には質量mの物体が置 かれている。 ばねの他端は壁に固定されており,台を 水平に振動させることができる。台を水平に引っ張り, ばねが自然の長さからdだけ うか。 伸びたところで台を静かにはなしたところ、物体は台の上ですべることなく,台と一体 伸びとなって振動した。 台と物体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。 43 (1) この振動の周期を求めよ。 (2) 水平面に対する台の速さの最大値を求めよ。 (3) 振動中にばねの伸びがdとなった瞬間の, 物体にはたらく摩擦力の大きさを求めよ。 (4) 振動中に小物体が台の上ですべらないためのdの最大値を求めよ。 149 初期位相がある単振動 なめらかな水平面上に 質量mの小球を置いてばね定数kの軽いばねの一端 を接続し ばねの他端を壁に固定する。 ばねが自然の 長さのときの小球の位置を原点 0 として, 図の右向 きに軸をとる。速度の正の向きは,x軸の正の向きとする。 m m M 物体と水平面 x ばね k 7000 自然の長さ [0000000000 ○ (1) 時刻 t=0 に, 原点Oにある小球に初速度vo (v>0) を与えたところ、小球は単振動 を行った。 単振動の振幅 A をk, m, vo を用いて表せ。 のとき サー (2) (1) のとき、小球の単振動の角振動数をωとして,時刻における小球の座標xをA, wtを用いて表せ。 もり (3) 小球を一度静止させてx=A の位置まで移動し、静かにはなすと小球は角振動数 ①のよう の単振動を行った。 小球をはなした時刻を t=0として、時刻における小球の座標x をA, w, tを用いて表せ。 (4) (3) のとき, 小球が原点を通過するときの速さを Vとする。 時刻 t における小球の を用いて表せ。 10

物理基礎【ばね振り子】 なぜここがマイナスになるのでしょうか？

動の式 2 p.85 wt=-w²r ーる。 36 10 例題 34 ばね振り子 軽いばねの一端を固定し、 他端に質量 0.10kgのおも りをつるすと, 自然の長さから 0.050m だけ伸びてつ り合った。このばねを自然の長さにしておもりを支え, 静かに手をはなした。 重力加速度の大きさを9.8m/s2, を3.14 とする。 ●センサー 41 つり合いの位置をx=0 に とり,任意の変位にお いて物体にはたらく合力が F=-Kxの形で表される 復元力なら, その物体は単 振動する｡ ●センサー 42 小さな振幅で往復するものは,たいてい単振動とみなせる。 ばね振り子の周期 m T=2π k 水平方向, 鉛直方向, 斜面 方向のいずれの振動でも同 じ式で表すことができる。 (1) このばねのばね定数k [N/m〕 はいくらか。 (2) つり合いの位置から 〔m〕 だけばねが伸びたとき, おもりにはたらく力の合力F[N] はいくらか。 ただし, 鉛直下向きを正とする。 また,このような力がはたらくときの運動の名称を答えよ。 (3) おもりの振動の周期 T〔s] と振幅A〔m〕 はいくらか。 (4)ばねが自然の長さから0.020m だけ伸びたとき, おもりの加速度の大きさ a [m/s2] はいくらか。 センサー 43 単振動の加速度αは,中心 (つり合いの位置) でα=0 両端で大きさが最大となり, a= ± Aw² (5) ばねが自然の長さから 0.050m だけ伸びたとき, おもりの速さv[m/s] はいく らか｡ ●センサー 44 単振動の速度では,中心 (つり合いの位置)で大きさ が最大となり, v=Aw 両端でv=0 第Ⅰ部 様々な運動 解答 (1) おもりにはたらく重力 と弾性力のつり合いより, 0.10×9.8-kx 0.050 = 0 したがって k=19.6=20[N/m〕 (2) F=0.10×9.8 - 19.6× (0.050+x) = -19.6 x 〔N〕 変位の大きさに比例し,変位と 逆向きにはたらく力を復元力と いう。 復元力がはたらくとき 物 体は単振動をする。 (3) T=2π 0.050m m k ≒2×3.14× 144 1510 3.14 7 0.050 m 自然の つり合いの 位置 0.050 m Step 2 名前 139 単振動次の 単振動は,一般に て表される。円の半 のときの物体の位置 クリーン上の座標 におけるスクリーン a とすると, v= る。 またェが正に Aを ⑧ ωを ような ⑩0]力が いて T = ①1 と 弾性力 k×0.050 〔N〕 10.10 19.6 V = 0.448... 0.45 〔s〕 振幅は単振動の中心と端の間の距離で表されるので、 A = 0.050〔m〕 (4) このとき,r=-0.030[m] である。 ---- 自然の長さ 原 必解 140 単振動 時刻 t=0[s] のと x=0.10〔m〕 の位置 (1) この単振動の (2) この単振動の (3) この単振動の つり合いの位置 重力 0.10×9.8N ・弾性力 k (0.050+x) (N) 自然の長さ つり合いの位置 →解 重力 0.10×9.8N 2π また, w = - =14〔rad/s] T したがって,a=|-ωより a=|-142×(-0.030)|=5.88=5.9〔m/s']| (5) 力のつり合いの位置では, 速さは最大になっており、 別解力学的エネルギー保存の法則で求めることもできる。 v=Awで表される。 したがって, v=0.050×14=0.70[m/s] 141 単振動の周 中心から0.10 m 3.14 とする (1) この単振動 (2) この単振動 142 水平ばね をつけた水平 もりを水平面 りは単振動し (1) この単振 (2) この単振 (3) この単 (4) おもりの (5) おもりの 140 142

この問題のイなんですが私は張力の方を分解して考えてしまいました。答えは重力を分解していました。どういう時に張力を分解し、どういう時に重力を分解するのかわかりません。教えてください

77. 単振り子 次の文の に入る適切な式、語句を答えよ。 図のように、糸の長さがし、おもりの質量がmの単振り子が 10 ある。いま、糸は,鉛直線 00′ から小さな角0だけ傾いている。 このとき,おもりが受けている力は、(ア)と糸の張力であ る。重力加速度の大きさをg 角0の増加する向きを正にとる と,運動方向の力の成分Fは,F=(イ)である。角0は十 分に小さいので,円弧Oの長さをxとすると, sin と みなすことができ,近似的にF(ウ)となる。これは単振 動を表す式である。 一方,質量mの質点が, 角振動数ωで単振動をしているとき 変位をxとすると,復元力 F は,F=(エ)である。単振動 の周期Tと角振動数ωの関係は,T= (オ)と表される。この れから, 単振り子の周期Tを求めると,T= (カ)となる。 HE 090 14 m O' P 例題16 OF LAUSUS$T JAMINE (2) (3) (4