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物理 高校生

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

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物理 高校生

答えはあるのですが途中の過程がわからないので、教えていただきたいです。

4. 以下の問いに答えよ (重力加速度の大きさはことわりがないかぎり 9.8 [m/s*] とする) (1) 質量 0.4[kg] のボールを地面より 20[m/s] の速さで鉛直上方へ投げ上げた。 最高点の地面からの高 さを求めよ。 ただし、重力加速度の大きさを10[m/s]として、力学的エネルギー保存則より求めよ。 20.1kg (2) 質量 0.10kg]の小物体をなめらかな斜面上で、 10[m]の高さのA点から初速度0[m/s]ですべらせた。 ①B 点を高さの基準とすると、 A 点で物体がもつ重力による位置エネルギ ーを求めよ。 AQ 10m ②物体が B点に達したときに物体が持つ運動エネルギーを求めよ。 また 速さを求めよ。 (3) 高さ25[m]のところで静止していたジェットコースターが坂を下りはじめ、高さ5.4 [m]のところを通過 した。 ジェットコースターと搭乗者の質量の合計を1000[kg]とする。 ① 高さ 5.4 [m] でのジェットコースターが持つ運動エネルギーを求めよ。 ② このときのジェットコースターの速さはいくらか。 (4) 摩擦のある水平な平面上で、 質量 4[kg]の物体を5[m/s] の速さで滑らせるとある距離すべって止ま った。 失われた力学的エネルギーを求めよ。 (5) なめらかな水平面上で、 ばね定数 8 [N/m] のばねの一端を固定し、 他端に質量 2[kg]の物体を取り 付ける。 ばねを 0.5 [m] 引っ張ってはなした。 ① ばねが 0.5[m]伸ばされたときに蓄えられるエネルギーを求めよ。 ② ばねが自然長になったときのおもりの速さはいくらか。 ③ ばねが自然長より0.3 [m] 伸びた所を通過する瞬間のおもりの速さはいくらか。 (6) 4 [m/s] の速さで動いている質量 2[kg]の物体に、 物体の進んでいる向きに 3 [N]の力を加えながら [m]動かした。 この物体の速さはいくらになるか (7) 摩擦のある水平面上に質量 10[kg]の物体をおき、水平方向に引いてゆっくり 5[m]動かすとき、次の 各力のする仕事を求めよ。 ただし、 物体と水平面との動摩擦係数を0.4 とする ①引く力のする仕事 ② 重力のする仕事 ③ 動摩擦力のする仕事

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