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。

（2）の解説のSsinθ=mgtanθはどこから来たのでしょうか。また、円運動の半径がLsinθになるのも全くわかりません。どなたか助けてください。

C/ 基本例題29 円錐振り子 わかんない 基本問題 解説動画 第Ⅱ章 力学Ⅱ 図のように,長さLの糸の一端を固定し,他端に質量m のおもりをつけて, 水平面内で等速円運動をさせた。糸と 鉛直方向とのなす角を 0, 重力加速度の大きさをgとして 次の各問に答えよ。 (1) おもりが受ける糸の張力の大きさはいくらか。 00 m(Lsine) w²=mg tane w= 円 g L cose 2π L cose =2π 周期 Tは, T=- (2) 円運動の角速度と周期は,それぞれいくらか 地上で静止した観測者には, おもり |指針 は重力と糸の張力を受け,これらの合力を向心力 として,水平面内で等速円運動をするように見え ある。この場合の向心力は糸の張力の水平成分であ (1)では,鉛直方向の力のつりあいの式(2) では円の中心方向 (半径方向) の運動方程式を立 てる。なお,円運動の半径はLsinである。 解説 m 別解 stic (1) 糸の張力の大き さをSとすると, 鉛 直方向の力のつりあ いから, 10 L Scost S (2) おもりとともに 円運動をする観測者の にはSの水平成分 ・ と遠心力がつりあっ てみえる。 力のつり あいの式を立てると LA m (L sine) w² S +0. Ssin0=mg tan mg 0 Scoso-mg=0 Ssine mg mg S= coso (2) 糸の張力の水平成分 Ssin0=mgtan0 が向 心力となる。 運動方程式 「mrw²=F」から, (2) の運動方程式と同じ結果が得られる。 m(L sine) w²-mgtan0=003 (1) Point 向心力は、重力や摩擦力のような力の 種類を表す名称でなく,円運動を生じさせる原 因となる力の総称で、常に円の中心を向く。 4

角速度の答えだけ合っていたんですけどそれ以外が0.01とか0.1だけ答えが違ってて、、どこで間違っているのか分からないので教えて欲しいです🙇‍♀️

問20 半径 0.40mの円周上を1分間に15回転する等速円運動を考える。 このときの 周期 T[s], 回転数 n [Hz], 角速度w [rad/s] 速さ [m/s] を求めよ。 C 等速円運動の加速度

高校物理の静止衛星の円運動についての質問です。 (2)の(ア)を以下のように考えました。 地球の自転周期と衛生の公転周期が一致する ↓ 衛生は1日(=86400秒)で軌道上を一周する ↓ ω*86400=2π ↓ ω=π/43200 ↓ この衛生の遠心力はmv*(π/432... 続きを読む

34 50 地球の質量を M, 万有引力定数をG として答えよ。 (1)地球の自転周期をTとして,静止衛星の円軌道の半径r を M, G. T で表せ。 (2) 地球の中心0から距離rの位置で静 止している物体Aがガス噴射をして静 止衛星になろうとする。 (ア) 静止衛星となるための速さをr, M, G で表せ。 (イ)噴射したガスが無限遠に達するのに 必要な速さを r, M, G で表せ。 ガス 衛星 u ひ A M O (ウ)噴射前のガスを含めたAの質量をmo とし,噴射するガスの速さ を(イ) のとする。 噴射すべきガスの質量をm で表せ。 (新潟大+大阪市大) 51* 地表から鉛直上方へ質量m 〔kg〕 の 小物体を打ち上げる。 地球は半径 1 比

(2)なんですけど、答えの方に、おもりをはなしてから、バネの伸びが初めて最大になるまでの時間tは周期Tの1／2倍であると書いてあるんですけど、なんで1／2倍なんですか？ →・→ ←・← みたいな感じでなるから1／4倍だと思ったんですが、、、

(1) ばねの自然の長さからの伸びの最大値xはいくらか。 となる位置で静かにはなしたところ単振動を始めた。重力加速 度の大きさをg とする。 183 斜面上のばね振り子 傾角0のなめらかな斜面上で, ばね定数kのばねに質量mのおもりをつけ, ばねが自然の長さ mmmmmmm] (2) おもりをはなしてから, ばねの伸びが初めて最大になるまでの時間を求めよ。 例題 38, 190, 191, 193 0

単振動の問題です 177番の（2） （3）でそれぞれなんで0.50t=2πn、050t=3π/2+2πnになるのか分かりません。

x=0 よって点 Q 。 (コ) Qの速さの最大値は |v=Aw×1=Aω 2 (サ)(ク)の式より,Qの加速度の大きさ |a|=ω^|x| αが最大となるのは|x| が最大,すなわち x=±A のときである。 よって点 Q1 Q2 (シ)Qの加速度の最大値は |a|=ω'×A=Aω2 cos ②2単 は,等 する。 3 単 2π (ス) A (セ)「T= -」 より 周期は 2π さの最 W w 12.0- 11.01.0 加速 2 ここがポイント 177 単振動の式を整理しておく。 変位 「x=Asinwt」, 速度 「v=Awcoswt」, 加速度 「α=-Aw'sin wt」 解答 (1) x=4.0sin 0.50t と単振動の変位の式 「x=Asin wt」 の係数を比較し て振幅 A=4.0m, 角振動数 ω=0.50rad/s よって, 時刻 t [s] における速度v [m/s] は wcoswt=4.0×0.50cos0.50t=2.0cos0.50t また、時刻 t [s] における加速度 α 〔m/s'] は小 a=-Aw'sinwt=-4.0×0.50'sin0.50t=-1.0sin0.50t ...... ...② (2) 速度が最大となるのは ①式より0.50t=2πn(nは整数)のときである。 このとき x=4.0sin2zn=0m mos.0=1 良 a=-1.0sin2mn=0m/s2 0 ALEXS 02. 3л (3) 加速度が最大となるのは②式より 0.50t= +2n (n は整数) のとき 0.8 2 01 A 大 である。 このとき m08.0-0.10.0- 0.P 13 x2=4.0sin 2 -= (u2 2\m 08.0 +2rn = -4.0m S (o 13 v=2.0cos 2 in)=0 +2=0m/s Ma.1-09

物理基礎の波が本当に理解できません🥲 四角2の問題解いて、解説してくれる方いませんか🙇🏼‍♀️

|1 x軸上を正の向きに進む正弦波について,次の問いに答えよ。 図は,速さ 1.5m/sで進む正弦波の時刻t=0sでの波形である。 時刻t=2.0sでの波形を図にかきこめ。 メーターパーセカンド y[m]f O 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 18.0 x[m] 2 図は, x軸上を正の向きに進む縦波の, 時刻 t = 0sにお ける変位を横波のように表したものである(x軸の正の向き の変位をy軸の正の向きに表す)。 このグラフは正弦波で あり, BD 間の距離は0.40mである。 縦波の進む速さを 2.0m/s とする。 y↑ A E B C D (1)縦波の波長を求めよ。 (2) この縦波の振動数を求めよ。 (3)縦波の周期を求めよ。

(3)の運動量保存則の立式について、自分は青で書いたように考えるのですが、そうでない理由はなんでしょうか。回答お願いします。

52 地球の質量を M, 万有引力定数をGとして答えよ。 (1)地球の自転周期をTとして, 静止衛星の円軌道の半径r をM,G, Tで表せ。 落とし (2) 地球の中心0から距離rの位置で静 止している物体Aがガス噴射をして静 止衛星になろうとするものとする (ア) 静止衛星となるための速さを r, M, G で表せ。 (イ)噴射したガスが無限遠に達するのに 必要な速さを r, M, G で表せ。 ガス M A 衛星 (ウ) 噴射前のガスを含めたAの質量をmo とし, 噴射するガスの速さ を (イ) の u とする。 噴射すべきガスの質量をm で表せ。 (新潟大 +大阪公立大)

解き方がわからないです。 答えは(エ)です。

(ア) 5 0 -5 y[cm] (ウ) 5 0 -5 y[cm] 10 5 y[cm] x[cm] 0 10 200 -5 (イ) y[cm] 5 t[s] T -5 t[s] T (エ) y[cm] 5 t[s] 0 T T t[s] ① 図に示すy-x図は時刻t=0のときのもの である。次の (ア)~ (エ) のうち、 x=24 におけるy-t図を示したものとし て正しいものはどれですか。

この問題の（2）が分かりません。 答えは節が2468で腹が13579らしいです。 節は振動しない（真ん中にある）ところで、腹は振動している（上下している）ところだと思っていたのですが、図t=Tとこの答えでは逆になっていて、よく分かりません。 詳しく教えていただけると嬉しいで... 続きを読む

110.定在波(定常波) 直線上を右へ進む波 A と, 左へ進む波Bがあ の波の先端が出あった状態になっている。 る。 A,Bともに振幅, 波長および振動数の等しい正弦波で, t=0で2つ t=0 ₁ = 1 ½ T A 3 B 4 6 2 3 8 9 た 2 3 6 8 9 t= 3T 34 3 6 7 8 t=T 2 5 6 8 9 3 (1) 周期をTとするとき,12T, 21, 22 T, Tにおける A,Bの波を, -T. -T, 4 Aは一点鎖線,Bは破線で図示し, A, B の合成波を実線で図示せよ。 (2) 時間が経過すると合成波は定在波になる。 1~9の間で,節の位置, 腹の位置を番号ですべて示せ。