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物理 高校生

物理、単振動の問題です。 解説の (3)K=2k (4)U最大=2×1/2ka² の「2×」 (5)2×1/2kx²+1/2mv²=ka² の「2×」 の意味が分かりません 物理 単振動 ばね

必解や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, このときの物体Pの位置を×座標の原点0とする。物体PをばねAのほうへ原点Oよりaだ 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 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を正の 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および速度かを,等速円運動の角速度ωを用いて A B 00000 p m 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,ω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 x=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 x= 2 -aを通過するまでの時間tを,kとmを用いて表せ。 (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,およびはばねの弾性力による物体 Pの位置エネルギーUの最大値とそのときの位置を表せ。ただし,w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×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)

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物理 高校生

5ばんがなぜ①になるかわかりません、 誰か心優しい方教えてください!

f2 [Hz」を求めよ。 6間隔dの堤防のすき間に,波長入の平面波が堤防に垂直に 入射するとき, 回折が目立つのは入がどちらの場合か。 0dと同程度かそれ以上 2 dに比べて十分に小さい d 基礎 CHECK の解答 3. 入射角,屈折角 は境界面に垂 1.2点A, Bからの距離の差が, 「整数×波 入射角 60° 媒質1 長」ならば強めあい,「(整数+)× 波長」 2 直な直線と,入 A- 射波,屈折波の 309 -B ならば弱めあう。 入=4cm (1) |AP-BP|=30-22=8cm=2a よって,点Pは強めあう。 3 (2) |AQ-BQ|=30-24=6cm= 60° 進行方向がそ れぞれなす角 屈折角30° 媒質2 である。よって,図より i=60°, r=30° 波面は波の進 行方向に垂直 である。媒質1, A 媒質2の領域 内で波の進行 方向に対して垂直に波面をかけばよい。 2 波面/ 媒質1 よって,点Qは弱めあう。 (3) AM=BM より |AM-BM|=0=0×> よって,点Mは強めあう。 30° P -B 60° 波面 媒質2 反射波の 進行方向 8.0 -=1.6 2. 反射の法則よ 入射波 り,反射角は 30°である。波 面は反射波の 進行方向に垂 直であるから, 図のようになる 4. (1)「n12="」より niz= 5.0 V1 V2 (2) 振動数は屈折しても変化しないので, 反射波 の波面 媒質2での振動数は f2=20Hz 5.0 -=0.25m 30° 30° V2 また,A2= 三 f 20 0 P 5.0

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