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物理 高校生

次の問題でまず何故青線の関係式が立てられるのでしょうか?どなたか解説お願いします🙇‍♂️

20min 2 図e QAR-P 図 sin'= √2RY cos'=- 2R △PQSはSが 直角三角形であるから 図 a きの周期をT' とすると To'=2 amo=2x2k mo =2To となる。 To = 1.0s より To'=2×1.0=2.0s (3) 小球の質量をm[kg] にしたときの周期をT T[s] - xの位置での運動方程式 ma=-kx k a=-x=ω'x m /k 2丁 80= m とすると @mo im T=2x1 Im mo -X2π To 「T=- より k HP w 2R となるので,TとT の間にはT=, m To Vemo 0 mo Amo m (kg) 図b となる。 の関係が成りたつ。 よってTとの関係は図bのようになる。 N 55 2本のばねによる単振動〉 g)。 か x=Asin (wt+0) 振幅は4であり, 70 のとき x=0 であるから ので√2R すなわち 意して√を開くこと。 220であることに 0=Asin0 よって sin0=0 より = 0 これより x=asinwt A v=aw cos wt*A+B+ (2) 単振動する物体Pの加速度αは α-aw'sin wtB 8 図g mg mrw CPから半球面の足 CA√R²+R²=√ 10 のとき原点を正の向きに通過 このとき, 位置 xは0, 速度は最大となる (3)時間を求めるときは単振動の周期 Tを用いる。 また, 円運動にもどって考えるとよい。 (4) 変位 0 のとき速さは最大, 変位が最大 (もしくは最小)のとき速さは0となる。 (5) 力学的エネルギー保存則より, 「運動エネルギー K+ 弾性力による位置エネルギーU=一定」 となる。 (1) 単振動の変位と速度を表す式は, 振幅を A, 初期位相を とすると ← A 別解 0 v=Awcos (wt+0) -a ......① ......② この運動のx-t図は + sin 型となるので x=asinwt ① 式を用いて整理すると α=-x ....... ③ kx kx aw また、物体Pの変位がxのとき,物体Pが受ける 0000000000 0 力は図aより F=-kx+(-kx)=-2kxC ......④ am (3) ④式と,単振動の周期の式 「T=2π」 で K=2k だから,周期Tは m 2m T=2nv2k=nv k to= 90° 360° 単振動は円運動の正射影であるから, 物体Pがx=α に達してから初めて原点を通過するまでの時間to は π 2m 60° ・T= -aw 同様に, v-t図は +cos 型で, の最大値は aw であるので v=aw cos wt ←B 別解 x=asinwt を tで微分して dx v= =aw coswt dt また,v=awcoswt を tで微 0 a 分して dv 0 ax Q= =aw'sin wt dt 図24 ◆C 合成ばねのばね定数 は2kとなる。 物理重要問題集 57 じとなる。 。 を求める。 同じ。 √g²+a² 55. <2本のばねによる単振動〉 B mmmmmm 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x座標の原点Oとする。 物体PをばねAのほうへ原点Oよりα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x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) 時刻 t における物体Pの位置xおよび速度vを, 等速円運動の角速度を用いて表せ。 (2) 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, w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, kxを用いて表せ。 (3) 物体Pがx=αに達してから, 初めて原点を通過するまでの時間と初めて X= αを通過するまでの時間を, km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, 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xの関係を求め, vを縦軸に, xを横軸にと [ 香川大 改 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 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。

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物理 高校生

⚪︎11は有効数字を気にしていないのは何故ですか

などの は平均を表す。 」 は, その次に書く物理量の変化分を表す。 ①平均の加速度 x軸上を正の向きに進む物体が,ある時刻に点Pを速さ8m/sで 通過し, それから 3.5 s 後に点Qを15m/sの速さで通過した。 PQ 間の平均の加 速度の大きさは何m/s2 か。 回 平均の加速度 東向きに12m/sの速さで進んでいた物体が, その3s後に西向き に6m/sの速さになった。 物体の平均の加速度の向きと大きさを求めよ。 9 1等加速度直線運動 次の等加速度直線運動をする物体の加速度の大きさは, それぞ れ何m/s2 か。 (1) 静止していた物体が, 動き出してから 5.0s後に速さが20m/sになった。 (2)静止していた物体が動き出してから 4.0s間に12m進んだ。 (3)静止していた物体が動き出してから8.0m進んだところで速さが 4.0m/s になった。 10 ①4等加速度直線運動 一直線上を3.0m/sの速さで動いている物体が,一定の加速度 0.80m/s' で加速した。 加速し始めてから5.0s 後の速さは何m/sか。 [10] 15 等加速度直線運動 一直線上を2.0m/sの速さで動いている物体が,一定の加速度 4.0m/sで加速した。 加速し始めた位置から12m進むのに要する時間は何sか。 10 ③186m/2 陰 1m/s は,ヒトの歩 例題 1 直線運動 右の2つのグ A. B の運動の 刻を横軸にそれ (1) Aは時刻 2 通過する。 そ また 時刻 よ。 グラフ (2) Bはどの (3)Bの運動 [s] とする。 16等加速度直線運動 一直線上を10m/sの速さで走っている車が一定の加速度で加 速し,25m 進んだところで15m/sの速さになった。 加速度の大きさは何m/s2 か。 10 ① 等加速度直線運動のグラフ x軸上を,右のひtグラフで表 されるような運動をする物体がある。 (1) 物体の加速度の大きさは何m/s2 か。 v [m/s] 4.0 2.0 (2) 時刻t=0〔s〕に位置x=0[m] を通過したとすると, 時刻 t=5.0[s] における位置は何mか。 -t(s) O 5.0 アドバイス 速度の ① 変位,速度, 加速度 25.0m/s ③18km/h 5.0m/s ④AからBの向きに 1.8m/s 南東の向きに1.4m/s' ⑤成分:1.7m/sy成分:1.0m/s 60.4m/s,2.0m/s ③ 5m/s 25m/s 96.0.9.6m10 (1) 2m/s (2)8m 75.0m/s 112m/s2 12 西向きに6m/s2 (1)4.0 m/s² (2) 1.5 m/s² (3) 1.0 m/s² 7.0 m/s 2.0s 2.5 m/s² 17(1) 0.40 m/s² (2) 15 m 問題 未知・ 等加速 ・初め 正の v, c の向 12 第Ⅰ部 様々な運動

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