（2）のΔl-xになぜなるのかがわかりません

振野り 発展例題 A m 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, 次の各間に答えよ。 (1) 装置全体がつっりあいの状態にあるとき,自然長からのばねの縮み 41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a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aをxの関数として表せ。 (3) 台Bが物体Aを押す力げを, 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を押すカ子がちょうど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。 (5)台Bをつりあいの位置から/2 ro 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。 B M k (京都産業大 改) (3) Aが受ける力は, 図の ように示される。 Aの運動 Af A (1) 装置全体について, 力のつり 指針 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,カfを求める。(4)では, (3)の 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, kx?/2 と表される。 解説 方程式を立てると, B mg ma=f-mg f=m(g+a) S k m(g-M+m*) (4) このとき,Aは振動の端に達しており, (3) の式でx=roのとき, f=0になったと考えら れる。 0=m(g-M+m) k M+m ro= 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, (1) 装置全体 の力のつりあいから, kAl-(M+m)g=0 ARAI A M+m k X」=ro= B mg Mg はなれたときのA, Bの速さをvとする。 Bを V2 ro 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, A= M+m k (2) AとBを一体とみなす と,変位xのときに受ける 力は,図のように示される。 一体とした運動方程式を立 k(A1-x) A B mg Mgと ら(Z r=kx+(M+m)が てると, (M+m)a=k(4lーx)- (M+m)g X,と roに値を代入して, ひを求めると、 kAl-(M+m)g=0を用いて, a=- k M+m g リ= M+m k 第1章一

(6)番が分からないです。教えて下さいお願いします(土下座)

221 波の反射と定常波 右図のように, 媒質がェ軸 に沿って置かれており,原点Oに波源がある。 2=0 における媒質の位置を P, x=Xにおける媒質の位置 をQとする。波源による時刻tにおけるPの変位は, ル=Asin2zff と表され,この振幅 A, 振動数fの単振 動は、速さゅの正弦波Iとしてx軸の正の向きに伝 わっていく。x=L(>0) の位置にx軸に垂直な壁があ り、波はこの壁で自由端反射をする。 波は減衰するこ となく伝わり,反射によっても減衰することはないも 69: のとする。なお, sina+sinβ=2sin“; cos “ Chapter 壁 16 波I Qまし× P X Y6 0 x=X L x=L a+8 2 a-B 2 を用いてよい。 (1) 波源を出た波Iが,座標エ=X(0<X<L)に到達するのに必要な時間もはいくらか。 (2) 波Iによる時刻!におけるQの変位 yは, 時間もだけ前の時刻t-ちにおけるPの 変位に等しいことを用いて, nを A, f, t, t,で表せ。 (3) 波源を出た波が, 壁で反射されて, 再び座標r=X に到達するのに必要な時間な はいくらか。 (4) この反射された波Ⅱによる時刻tにおける Qの変位 yeを, A, f. t. aで表せ。 (5) Qの変位yは, 波Iによる変位yと波Iによる変位y:の和となる。yをXの関数 とtの関数との積の形で表せ。 (6) 波Iと波Iとが重ね合わさった波の, 座標z=X における振幅はいくらか。 (7) 隣り合う腹と腹との間隔はいくらか。

波長が1.20mになる理由がわかりません。 教えてください！

Aohao phs ard Glonaf b 4. 図のように, 実線の波形が移動し, 0.20 秒後には破 yim]} 線の波形になった。この間に山PはP'まで進んだ。 この波の速さかは何m/sか。 また, 周期 Tは何秒か。 P P 0.30円 0.60 0.90 x [m) 0 ※破線=点線 od s mde

この問題の解説をお願いしたいです。 （1）はなんとか解けたと思うのですが、 （2）,（3）が分かりませんでした。 分かる方解説お願いし出す。

図oような,内部和抗が無視でこる電地E,出抗A.R2. コンデュサー C,, Cs.2イチ Si, Se かうなろ回路がある。 今回路品の使は, E-100V, R,=202,A3=302,C,=20 AF, C2-30μfである。 はじめ両スイッチ は共た開いていて、名コンデンサーに電荷は蓄えられていないtaとする。 (1) S, さ問じて十分長い時間が経退した検 C,に蓄えられる電者は何Cか。 C」 S, A Q=CVより E R。 Cz Q- 20× 100 - 2.0×10° A. 20016 μC . (2) Sを閉じたるまS.&閉じる。 Sっを聞じてから十分長り 時間が極品するきで S。を通退する正電前は何 Cか。 ゴミV よ) Vi= 40V,Vs=60V VI 100-V R」 R2 Vi 100-1, A. 20 30 (3) 3,き開き、続いて 3.を問いてかる+分長い時間が経退した後、点Aの電位は何Vが。 A.

普通にコンデンサーの解法で、3枚目の写真のように電荷量保存使って解いたのですか答えが合わないのですが、答えはマイナス2μCです。何が間違ってるか教えてください。電荷量保存の使い方でしょうか？

50 V 3) Ci, C2 はすでに 20 Vで充電され, Cgは未充電で 20V AB OV |C2 / ある。まずスイッチをaに入れ,次にbに切り替えたと き,C,の極板A上の電荷を求めよ。 2μF 1μF O C3 b

この問題なんですけど、この解き方が違う理由を教えてください🙏 因みに答えはF=(M+2m)gだそうです。 この答えになる理由はわかります。

23 慣性力 69 23 慣性力 東度 質量 Mの直方体Aが水平面上に置 かれている。Aの上に置かれた質量 m の物体Bに糸をつけ水平に張って 軽い滑車にかけ, その先端に質量m の物体Cをつり下げる。 そして, A に水平右向きの力Fを加えて動かす。 摩擦はどこにもなく, 重力加速度を B F A ん 方 gとする。 (1) B,CがAに対して動かないようにしたい。Fを求めよ。 (2) 全体が静止した状態から, Aをgの加速度で動かす。 はじめ水 平面から高さんにあったCが水平面に達するまでの時間をを求めよ。 また,この場合のFを求めよ。 楽 と (横浜国大+東工大) Level(1) ★ (2) ★★ の Point & Hint (1) 全体を「一体化」して運動方程式を立てたい。すると, 慣 性力によるつり合いに入れる。 (2) Aに対しては, BとCは同じ大きさの加速度で動くことがポイント。 Fを求め るとき,Aに働く水平方向のカで見落としやすい力がある。 要注意! 司 D。 LECTURE (1) 全体がひとまとまりになって動いているので, 加速度を aとすると, 運 動方程式は (M+m+m)a=F 慣性力 ma B To A上の人が見ると, BとCは静止し ている。張力をToとすると, 力のつり 合いより To C Cの慣性力もあるが Sくいまは関係ないので 図ではカット。 B: ma = To mg C: To = mg 3) TYOO A

この問題なんですけど、この解き方が違う理由を教えてください🙏 因みに答えはF=(M+2m)gだそうです。 この答えになる理由はわかります。

23 慣性力 69 23 慣性力 東度 質量 Mの直方体Aが水平面上に置 かれている。Aの上に置かれた質量 m の物体Bに糸をつけ水平に張って 軽い滑車にかけ, その先端に質量m の物体Cをつり下げる。 そして, A に水平右向きの力Fを加えて動かす。 摩擦はどこにもなく, 重力加速度を B F A ん 方 gとする。 (1) B,CがAに対して動かないようにしたい。Fを求めよ。 (2) 全体が静止した状態から, Aをgの加速度で動かす。 はじめ水 平面から高さんにあったCが水平面に達するまでの時間をを求めよ。 また,この場合のFを求めよ。 楽 と (横浜国大+東工大) Level(1) ★ (2) ★★ の Point & Hint (1) 全体を「一体化」して運動方程式を立てたい。すると, 慣 性力によるつり合いに入れる。 (2) Aに対しては, BとCは同じ大きさの加速度で動くことがポイント。 Fを求め るとき,Aに働く水平方向のカで見落としやすい力がある。 要注意! 司 D。 LECTURE (1) 全体がひとまとまりになって動いているので, 加速度を aとすると, 運 動方程式は (M+m+m)a=F 慣性力 ma B To A上の人が見ると, BとCは静止し ている。張力をToとすると, 力のつり 合いより To C Cの慣性力もあるが Sくいまは関係ないので 図ではカット。 B: ma = To mg C: To = mg 3) TYOO A

空欄の所分かりません

4月 30 日 J 版 15 (i)物体Aが時刻 30s に連度8.0m/s で原点を 通過後、x軸上を一定の加速度-2.0m/sで進む。 (a)=0~6,0s の運動をp-4 図に表せ。 (b)t=0~6.0s での移動距離(m), および =6,0s での変位 x[m] を求めよ。 (a) 時刻 での連度e は、 o=8,0m/s. a=-2,0m/" より ぃ=80-2.0f となる (下四)。 (m/s)t 等加速度直線運動の -t 図から変位を求める 日速度 D →岡回 -t 図の面構ー変位 x この部分の面 =6.0sのとき =8.0- 2.0×6,0=-4.0m/s + at ar 1. 8.0 この部分の面横= tu の=×8.0×4.0=16m 6.0 4.0 a) 0 D- (b) p-t 図の①+ ④の面積が移動距離!を、 の-のの面積が変位x を表すので O X= of + -4.0 の=合×4.0×2.0-4.0m 2変位の式 a<0 のとき を一定の加速度-2.0m/s" で運動する。時 刻=Os に原点を速度8.0m/s で通過した。 次の問いに答えよ。 物体Aがr軸上 1= 16+4.0= 20m *= 16-4.0= 12m 例題 時刻 t=D3.0s でのAの変位×[m] を求 めよ。 (3)物体Aが時刻 3Os に速度 12m/s で原点を通 過後、x軸上を一定の加速度-2.0m/s' で進む。 (a)t=0~8.0s のAの運動を ひt図に表せ。 解 a=-2,0m/s° =3.0s [m/s) =0s = 8.0m/s 変位 0 a= -2.0m/s。, v0=8.0m/s, t=3.0s よ り i (a) *= Dod + af=8.0×3.0+×(-2.0) ×3.0° = 15m (b) v-t 図を用いて=0~8.0s での移動距離1 [m),および t=8.0s での変位x(m] を求めよ。 変位と移動距離の違いに注意 変位xノ 移動距離 1)時刻t=2.0s でのAの変位x[m] を求めよ。 8.0X204×(-20x 2,0° 16+(-40)-ヤ (2m 1: (4)物体Aが時刻 %3D0S に速度8.0m/s で原点を通 過後、x軸上を一定の加速度-4.0m/s° で進む。 (a) t=0~5.0s のAの運動をひ-t 図に表せ。 p(m/s) ニ 時刻t=4.0s でのAの変位x [m]を求めよ。る 8.X40+台×(シx4,0° 0 ニ 32t(-10)= 16 16m 静刻t= 10.0s でのAの変位x[mを求めよ。 - 8,0X/a04x(-0)Xlo. (b) pt図を用いて t%3D0~5.0s での移動距離! およびt=5.0s での変位x(m] を求めよ。

94の(7)ですが、うなりだけでなく、経路差による波の干渉は考えなくて良いのですか？

スのとが預で 光線の 75 時間 3 Sから出た光の振動数を了, Hから遠ざかる M, に届く光の振動数をと 変位 おくと,「ロ=A」とドップラー効果の式より (図b) ア-- (6 M から反射される光の振動数を f"とおくと、 図cと(5)の結果より 2月.dcosr= COSアーT-sin'r=,/1-/sini)=n-sin'i これを(6の結果に代入すると 2md-sin (8) 入射角i=0° のときに干渉光が明るくなるので,(7)の結果より 2dm-sin'o"=2md (m+ "'Si<90° の範囲で, iを大きくすると光路差2d\n-sin'i は小さくな るので、i=i のときに干渉光が明るくなる条件は 24/m-sini-(m-- 速度 (7)「sin'0+cos'0=1」の関係と(⑥式よょり C-u .c-u_c-u, c+ 入 No ni /m+ よって 2d/n"-sin'i-(m+)a /"=D£ c+u Mが普調者 7 M から届く" の光と, Maから届く子の光が干渉して、黄の場合のうなり 質量 図b カ ……の n当する現象が起きたと考えられるので, うなりの 重力ー 垂直林 20 C+p Tア-| C+u a 2 c 弾 よって,求める周間は M,が“光高 82 05 (スリットによる光の回折) 動摩 ただし、の式より i=0, m=0 では光路差は今となり, iを大きく」ナ。 スリット周隔の最大公約数を考えてみる。 静止 1(4)2離れた波源からの光の弱めあいと、2離れた波添からの光の弱めあいを考える。 1図aより,2つのスリットからPに達する光の光路差は wsin0 である。 慣性 光ま ときに次の極大点をとりえないので,mèl となる。 (2 度 折理 の,6式より 2dVn?-sin'i 2nd m-7 て変 6で初めて弱めあう条件より wsin0,=ー のでは1次の強めあいであるから フモー m+ O1 g2) て よって sin0,= 20 2m-1 Vn"-sin'i (ただし、m=1, 2, 3, …) よって 2m+1 sin0 (整理すると(2m+1)'sin'i,=8mn,") よって sin= た wsinの=0+1×A 03) 薄 12) 2つのスリット間隔は, 30d, 45d, 60d,-75d, 90d, 120d, 135d, 180dの 組合せが考えられる。これらの最大公約数は15d となるから。 15d-sin6,=0+1×iの関係が成りたつとき,それぞれのスリットからの半 図。 中奈A 30dsin8,=2入 45dsin6=32 などとなり、すべてのスリッ トからの先が強めあう。 中※B(参考) N==1 (国9) 暗。 94(マイケルソン千渉計) い A4) (3 (4 え よって sin,= 「15d (3)絶対屈折率nの媒質中では, 波長は一倍になり,光にとっての距離である光学距離はn倍になる。 (6) M.はドップラー効果によって光源が発した振動数とは異なる振動数/'の光を受け取り, その/の光を反射する Mは動いているので, さらにドップラー効果が生じて, D にはS'とは異なる振動数" の光が届くことになる がすべて強めあう#A←。 n 一度 薄膜 次に して入! 射するう ラス板の 3 N=2 (図 10)の場合, 一離れた波源(例えば、 (5 2 の場合 = と考えて、弱 QとQ, Qa とQ)からの光が弱めあう条件は 入※B- 「D (1) ある点と1波長分離れた点の位相差は 2xであるので, 距離 /離れた地点で めあう条件は sing=-- 22 の位相差は 2元ー よって sin0,=ー sin0 DD'D'D一 44 4 (2) 2つの光線の経路差は 2L,-2L2 であるので, これが①式の!にあたる。 離れた波源(例えば, Qi と Qa, Qaと Q)か トD。 5) 中華C 弱めあう条件は x 2(Li-L)_4x(L-L) え の千渉を であると X5) 薄膜の よって 2x×- らの光が弱めあう条件は 図b dsin0=なので、 dが大 きいほうがsin@が小さく。 ゆえに0も小さな値となる。 ※A 別解 ガラス中におい (3) 厚さdのガラスを透過するときの光学距離は nd なので, ガラス内の往復 で生じる光路差は2nd-2dとなる。これが①式の!にあたる。 22※C= D て,波長は4になるので sin 0= よって sin0;=- よって 2x×2nd-2d_4xd(n-1) ※A← (図a),位相差の変化量は 4 N=1 のとき, 離れた波源の組合せで初めの弱めあいとなり, N=2 の D 中※D 2d 2ォー -21 ときも N=1 の場合のように, (4) M. と Ma が静止していたとき2つの光線はDで同位相であったことから, m(m=1, 2, 3, …) を用いて, ②式より 4z(L-L)。 Q.Q Q.9 離れた波源の組合せで初めの弱めあいと なった。一般に,スリットを2N(Nは大)等分した場合,N=1 の場合のよ n 4元d(n-1) =2xXm うに、号離れた波源原の組合せで初めの弱めあいとなるから#D* D 図のように、号離れた点. A6 一方、M,をだけHに近づけたとき, 2つの光線が初めて逆位相になった とすると, M,とHの間の距離は Lー41になっているので 4z(L-I-L)_4x(L:-La)_4x4 Qで光が弱めあうとすれば、 少し隣にずれたQ、で も同様に光が弱めあう。つま え よって sin,= D また、N=2 の場合のように, =2x×m-π 離れた波源の組合せで, 次の弱めあいとな| スリット内の号度れた点 るから sina- からの素元波どうしがすべて 弱めあう。 波長 入 以上2式より , 4元A ニ=x よって 4l=4 2入 よって sins== 図』 D 102 物理重要問題集 物理重要問題集 103 (5)新

⑵から分かりませんお願いします

なめらかな水平面上に, 直方体の箱 (質量77) ーー が置かれている。この中に質量みの球がある。 も | これが初速度ゥで箱の内璧に垂直に衝突して, 速 ⑩ 度 ではねかえり, 再び反対側の壁に衝突して, 速度 ではねかえる。 ここで, 初速度ゥの向きを正の向きとする。球と壁との 間のはねかえり係数を e(0く<eく1) とし, Afe>zz であるとする。 また. 球と箱 の底面との間の摩擦はないものとする。 1) 1回目の衝突後の球の速度 を求めよ。 (2) 2 回目の衝突後の球の速度 。 を求めよ。 G) 衝突のたびごとに球と箱との相対速度が減少するので, 衝突を無限に繰り 返 せば, ついには 2 物体の速度が等しくなる。このときの最終速度 を求めよ。 (宮崎大〉