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物理 高校生

高校物理基礎です。 ⭐︎の問題が解説を読んでもわからないのでどなたか詳しい解説お願いします!

発展問題 23, 平面運動の速度の合成■ 図のように, 速さ Vで一様 に流れる川幅Lのまっすぐな川を, 静水中を速さ2Vで 進む船が渡ろうとしている。 両岸は, 平行な直線であり, 出発点から,垂直に位置する対岸の点を0とする。 まず, 川岸に垂直な方向へ船首を向けて進んだときについて, 次の各問に答えよ。 川下 (1) 船が岸をはなれてから対岸に到達するまでの時間を求めよ。 (2) 船は破線のように進み, 点Pに到達した。 OP 間の距離を求めよ。 (3) 次に,点に到達するため, 川岸に垂直な方向に対して, 上流に角度の向きに船 首を向けて進んだ。 船が川を横切るのに要する時間を求めよ。 (20. 東北学院大改) 物理 14. 平面運動の相対速度 A君は, 南向きに速さ20m/sで進む電車の中に座っており, Bさんは,線路に対して斜めに交差する道路を走る自動車に乗っている。 A君から見る と, Bさんは, 東向きに速さ 15m/sで遠ざかっていくように見えた。 地面に対するBさ んの速さを求めよ。 [物理 15. 平面運動の相対速度 水平な直線状のレールを, 速さ 5.0m/s で走っている電車内の人が、地面に対して鉛直下向きに降る雨を 見る。 このとき, 雨滴は, 鉛直方向と30°の角をなして落下して いるように見えた。 地面に対する雨滴の落下の速さを求めよ。 30° 思考 16. 運動の解析 表は、斜面に沿ってすべりおりる物体の連続写真から得られた, 位置 [cm] と時刻t[s] との関係を示したものである。 次の各問に答えよ。 (1) 物体の0.1sごとの変位4x[cm] 平均の速度v[cm/s] を計算し、表に記入せよ。 (2) 物体の速度v[cm/s] と時刻t [s] との関係を表すグラフを描け。 (3) 物体の加速度の大きさは何m/sか。 有効数字を2桁として求めよ。 時刻 位置 0.1s ごとの 変位 4x [cm] 平均の速度 [cm/s] v (cm/s)+ t[s] x(cm) 80 0 1.2 60 0.1 4.2 40 0.2 9.1 20 16.1 t(s) 25.1 0 OOO 13 0.3 0.4 V₂ 0.1 0.2 0.3 0.4 エネルギー

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物理 高校生

イの㈡について Z≠1となっていますが、複素数は実数も含むならなぜこのようなことが言えるのでしょうか??教えて下さい!

51のn乗根- (東北学院大·文,教養) (イ)複素数2はz%=cos72°+isin72° とする。 O(1)z"=1となる最小の自然数nはn= である。 (2) 2+z+2?+z+1=[ , cos72°+cos144°= である。 (西南学院大·文) z"=1を満たすa (=1のn乗根) 2"ー1=(z-1)(2ガ-1+2"-2+……+z+1) となるから、2"=1のときえキ1ならば、2"-1+z"-2+…+z+1=0を満たす。 次に,ド、モアブルの定理を用いて, z"=1 を解いてみよう. z"=1により, |2|*=|2"|=1であるから, |2|=1であり, z=cos0+isin0 (0名0<2x)と おける。ド·モアブルの定理により, z”を計算する。 2"=1のとき,cosn0+isinn0=1 ; n0=2x×k (0Sn0<2x×nにより, k=0, 1, 2, …, n-1) 2サー1を因数分解すると, 22 21 |20 1℃ 23 24 25 . cos n0=1, sinn0=0 n=6の場合 0を求め,1のn乗根は, 2k=Cos 2元 -× n 2元 k+isin( ×k)(k=0, 1, 2, ……, n-1) のn個 n 点2は,図のように点1を1つの頂点とする正n角形の n個の頂点になっている。 ■解答 (ア)a-1=0により, (α-1) (α*+a°+α?+a+1)=0 α=1のときA=24=16 である. 以下, αキ1のときとする。 a=1のとき, a8=a".α°=a°であるから, ■Aを(ひとまずはα"=1を使わ ず)展開すると, 1+a+a?+…+a'5 ここでa=1を使うと 1+a+a?+α°+a* +(1+a+a?+α3+α*) =(1+a+a?+a®) (1+α°+α*+a") (: α'=1により α'=α°) αキ1とのにより, 1+α+α°+α3+a*=0… ② であるから, A=(-a^) (-a)=α"=1 (イ)(1) z"=cos (72°×n)+isin(72°×n)… 0 であるから, 2"=1 → 72°×nが360°の整数倍 → nが5の整数倍 よって,求めるnは, n=5 (2) 2-1=0により, (z-1)(2+2°+z?+z+1)=0 2キ1により,ztz°+z?+zt130 これに①を代入する. 実部%3D0 である, 72°×5=360° に注意して, cos(72°×4)+cos (72°×3) +cos (72°×2)+cos72°+1=0 cos(-72°) +cos(-72°×2) +cos (72°×2) +cos72°+1=0 となるので,αキ1のとき②から A=1 94 21 22 72° 23 . 2cos72°+2cos(72°×2)+1=0 cos72°+cos144°=- 2 5演習題(解答は p.66) 1) 複素数zが, z°=1, zキ1を満たすとき,(1-z)(1-z?)=[ア], 1 11 イ」 1-z 1-22 2)複素数zが, z5=1, zキ1 を満たすとき,(1-z)(1-2?)(1ー)(1-7)

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物理 高校生

名門の森32番の(5)番で質問があるのですが、 最後の三角関数の式は(2/d√k/m cos√k/m(t-π√m/k)はどのように式変形すれば答えに書いてあるようになるのですか? 教えてください。

96 力学 ECHURE (1) Aの座標を と表されるの 32 単振動 ばね定数kの軽いばねを滑 らかな水平面上に置き, 右端 に質量mの小物体Aを付け。 左端を固定する。ばねの方向 にx軸をとり,ばねが自然長 のときのAの位置をx=0 と する。そして、質量3mの物 体BをAに押しつけて, ばね を自然長からdだけ縮めた後。 静かに放す。 (1) 動き始めてからしばらくの間は, AがBを押しながら運動する。 このときAがBを押す力の大きさNをAの位置:の関数として表せ。 (2) AとBが離れるときのAの位置:および, 離れた後のBの速さ u を求めよ。 (3) 動き始めてからAとBが離れるまでの時間 toはいくらか。 (4)Bを放したときを時刻=Qとして, Aの位置xの時間変化を表 すグラフを上の図に描け。 0mmm LAS 0 AはBから」 えて、Aの道 d A: m この式は ばねが自然 性力が左向 一方,F 2。 Sto 0.2カ (2) BがA つまり ばねが縮 然長を超 なお、 の上で 自然 カた(5) t2(to)での Aの速度ムを時刻tの関数として m, k, dを用いて 一体と 時 じゃない 表せ。\まではACBO年院)(山口大+東京学芸大) Level(1)~(3) ★ (4) ★ (5) ★★ (3) 離 Base ばね振り子 (x= Point & Hint O O なる (1)作用·反作用と, xが負の値であるこ とに注意して, 運動方程式を立てる。 (2) 離れるときに注目すべき量は… ? (4) 2つの量を求める必要がある。 (5) 単振動の時間変化は sin ot や cos.ot を用いて表すことができる(位置速度。 加速度,力について)。 周期 m T= 2π\ R m 振動中心は力の 0 O つり合い位置 ※ばねの力のほかに一定の力 と が加わっても周期は不変。 た レ……… F00m-

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