物理基礎　単振動 なぜこれは加速度がマイナスになるのでしょうか？

Step 2 解答編 p.74~79 月 139 単振動次の ]を埋めよ。 単振動は,一般に ① 運動する物体の正射影とし て表される。円の半径をA, 角速度をw, 時刻 0 のときの物体の位置をPとすると, 時刻におけるス クリーン上のx座標はx=② と表される。 時刻 t におけるスクリーン上の単振動の速度を 加速度を a αとすると,v=1 (3) a= ④ と表される。 α を x を用いて表すと, α= ⑤ であ る。また、 v=⑥ が正に最大になるとき, ⑦ となる。 単振動において とよぶ。 質量mの物体にF = - Kx (K は正の定数)と表される wを⑨ A ような いて,T= 11 と表される。 a= 光 スクリーン (1) この単振動の周期はいくらか。 (2) この単振動の振動数はいくらか。 Twt -A JP 0リ 物体は単振動する。 このときの周期T は, m, K を用 力がはたらくとき, センサー 41 43, 44 140 単振動 原点 (x=0) を中心にæ軸上を単振動をしている物体がある。この物体は, 時刻 t=0[3] のとき,原点をx軸の正の向きに最大の速さ 0.30m/sで通過した。また, x=0.10[m]の位置における加速度の大きさは0.40m/s² であった。 (1) この単振動の角振動数はいくらか。 (2) この単振動の振幅はいくらか。 (3) この単振動の変位xの式と速度の式を求めよ。 センサー 44 物理 基礎 物理 141 単振動の周期 質量 0.50kgの物体が単振動をしている。 この物体には、振動の 中心から0.10mの位置で,振動の中心に向かう向きに80Nの力がはたらいていた。 = 3.14 とする。 センサー 41,42 10 142 水平ばね振り子 ばね定数が50N/m の軽いばねの一端に,質量 2.0kgのおもり をつけた水平ばね振り子がある。 ばねの他端をなめらかな水平面上の一点に固定し、お もりを水平面上でつり合いの位置から 0.30m だけ引いてから、静かにはなすと, おも りは単振動した。 π = 3.14 とする。 (1) この単振動の振幅はいくらか。 (2) この単振動の周期はいくらか。 (3) この単振動の振動数はいくらか。 (4) おもりの速さの最大値はいくらか。 (5) おもりの加速度の最大値はいくらか。 センサー 42,43, 44

（３）のイの解説の波線部分が分かりません。 どこからlだけ長くなっているとわかるのか、どうやってこの式を出したのか教えて頂けると助かります。　

出題パターン 摩擦力を介した2物体の運動 図のように、 水平な床の上に質量Mの板Bがあり,その上に質量mの 物体Aが置かれている。 板Bと床との間には摩擦がないが, 板Bと物体A との間には摩擦がある。 静止摩擦係数をμlo, 動摩擦係数をμとし、重力加 速度の大きさを」 とする。 (i) 速さ A <DBのとき B J30 うまるち駅の条3 MAKSĀ BAGITARS ANUS Ara GENER A AN (1) 板 B に加える力FがFcより小さいとき, 物体 A と板Bは一緒に動く。 (ア)物体A の加速度はいくらか。 TOTESTI 垂直抗力N ml (イ)このとき,物体Aが板 B から受ける力のx成分はいくらか。 (2) 板Bに加える力Fを大きくしていって, 物体Aが板Bの上をすべり 出そうとするとき, 物体Aが板 B から受ける x 方向の力はいくらか。 ま た板Bに加える力F (この力がF)はいくらか。 (3) 板 B に加える力F が Fc より大きいとき,床に対する物体 A, 板 B の 加速度をそれぞれα βとする。 KO (ア)物体A板Bの運動方程式は, それぞれどうなるか。 (イ)物体Aが板Bの上を距離だけ動いて, 板Bの端に到達するまでに 要する時間はいくらか。 右へ行くな N M →DA 解答のポイント! ats “よく出る”｢こすれあう2物体間に働く摩擦力Rの向き」について 図3-3 ように考えてみると, 1KO ISTR 13151S (i) BがAよりも右へいってしまうのを防ぐ向き ( ) AがBよりも右へいってしまうのを防ぐ向き になっている。つまり、摩擦力の向きはいつでも「ずれを防ぐ向き」としてシン HHOU. プルに判定することができる。 ち入り回す DB B 大 右へ行くな B 図3-3 (ii) 速さのとき A AN 6 NV R VA UB

（２）なぜMに2キロではなく1キロを使っているのですか？

22 2022年度 物理 物理 Ⅰ 次の各問いの答えとして最も適当なものを、それぞれの解答群の中から1つ選びマー せ 1.2m/²² 直方体 B 30° 傾きの角が30°のなめらかな斜面上にある質量2.0kgの直方体Aに軽くて伸縮し ない糸を斜面と平行につけ.. なめらかに回る軽い滑車を通してから、糸の他端に質量 1.0kgのおもりをつけたところ, 直方体Aは静止した。 図のように. 直方体Aの上に 直方体Bを静かにのせたところ 直方体 Ⅱ は直方体Aの上面をすべることなく 直方 体AとBは一体となって斜面に沿って下向きに等加速度直線運動を始めた (加速度の 大きさは1.2m/s 2)。 この運動に関する以下の問いに答えよ。 ただし, 重力加速度の大 きさは 9.8m's2 とする。 直方体 (60分) XVACO mysin30 (1) おもりにはたらく重力の大きさは何Nか。 ① 1.2 ② 2.4 (3 4.9 4 8.6 (2) 糸の張力の大きさは何Nか。 ① 1.2 (2) 2.4 4.9 運動方式 ma=F M 近畿大・短大 推薦 11/20 (4 8.6 (-9.8)+1=1.0×1.2 力の合成 1kg おもり bing 5 9.8 カ加えて加速度生じes 運動方程 ⑤5 9.8 11 6 11 T=11 1.2m/52 2

なぜ(3)では小球の質量を運動方程式に入れなくていいのか教えてください

力学 35 質量mの小球が、エレベーターの天井から糸で 1 つるされており,床からの高さはんである。 エレ ベーター(中の人を含む)の質量は M であり,重力 加速度の大きさをg とする。 このエレベーターを, 鉛直上方へ一定の大きさの力で引き上げるときの運 動について考える。 上昇加速度の大きさをaとす る。 小球 25 (1) エレベーターを引き上げる力の大きさ F はいくらか。 (2) 小球をつるしている糸の張力T は, エレベーターが静止している エレベーターが静止している 場合と比べて,何倍になるか。 (3) 次に, 力の大きさF を変えないで, 小球をつるしている糸を静か に切ったところ, エレベーターの上昇加速度の大きさが6に変わっ た。 6 はいくらか。 a, M,m,g を用いて答えよ。 (4) このとき, エレベーターの中の人が小球の運動を観測すると, 小球 に働いている力(合力)の大きさはいくらか。 答には6を用いてよい。 (5) 糸が切れてから, 小球がエレベーターの床に達するまでの時間 t は いくらか。 答には を用いてよい。穴参号 (センター試験)

質問です。 (3)についてです。 解説との求め方が違うのですが、私の求め方はダメなのでしょうか? また、何故解説はこのような解き方をしているのでしょうか?? 教えて下さい～!!! 宜しくお願いします。

□107. 動く板上の物体 なめらか な水平面上で,質量2Mの板Aの上に質 量Mの物体Bをのせ, Aを大きさFの力 で右向きに引く。 AとBとの間には摩擦 力がはたらき,Fが小さいとき, AとB は一体となって運動する。 重力加速度の大きさをg とする｡ 2M A M B

運動方程式を立てるところまでは理解できているのですが、この２つの式を使って加速度aとAがBを押す力fを出すときの計算の過程がわかりません。どう計算したら出てきますか？教えてください💦

70. Amkg. fe 2F "( $. Mka. of (2) ar fac F Memi (1)) A, B 9+ ft. (A BEFght) A: mask-f B: Ma = f f= MF: M+m

Bについて、解説の赤線を引いたところ(ma＝F の F の値)がなぜそうなるのか分からないので教えてください。

(6) 下向きに 9.8m/s' の加速度で下降しているとき 50 連結した物体の運動 右図のように,質量 2.0kgの物体 A と質 量 3.0kgの物体Bを軽くて伸びないひもで連結し, Aを60 N の力で 引き上げた。このとき, A, B両物体の加速度の大きさとひもの張力の 大きさはそれぞれいくらか。 センサー 18 解 51 接触した物体の運動 傾きの角30°のなめらかな斜面上に 質量50kgの物体 所見 センサー 17 カー 「解 A B 60 N O 2.0kg 03.0kg BF

式の立て方は分かりましたが、連立方程式の解き方が分かりません。 どこまで計算すれば答えとして良いのか分からないので教えてください。

必解 53 滑車につるした物体の運動 なめらかに回転でき, 質量が無視 できる定滑車に軽くて伸びない糸をかけ,その一端に質量m[kg] の 物体 A を,他端には質量 m[kg]の物体Bを取りつけて, A を手で 支える。静かに手をはなしたとき, A,Bの加速度の大きさと糸の張 力の大きさは,それぞれいくらになるか。 ただし, 重力加速度の大き さをg[m/s'] とし, mm とする。 センサー 17, 18, 19 解 54 最大摩擦力 右図のように 質 323 Hlm Httt. I c m1 m2 5

Bについての式が分かりません。 BについてのFが、T－9.8×3.0 となっています。 この式だと、T＞Bの重力 ということだと思いますが、それはどこから分かりますか？

50 加速度の大きさ : 2.2m/s', 張力の大きさ: 36N 解説 それぞれの物体にはたらく力を図示すると,右図のようにな る。したがって, 物体 A, B の加速度の大きさをα[m/s2] ひ もの張力の大きさを T〔N〕 として、鉛直方向の運動方程式 ma=Fを立てると, 上向きを正として, A : 2.0α=60-2.0×9.8-T ・① B: 3.0α = T-3.0×9.8 (2) ①②より, 5.0a=11 これを②に代入して, T=36〔N〕 ゆえに,a=2.2〔m/s2] 50 2.

この問題の⑴〜⑶のすべてが分からないので解説お願いします！

2. プリント21において、 教科書 P.80 の例題13 を解いてみると、 右図のよ うに、物体 B を引く力の大きさは 2.1 [N]であるのに、 糸が物体Aを引く 力の大きさ T は 2.1 [N] ではなく、 0.84 [N] となる。 一見不思議に見える が､ これはある関係を満たした値に なっている。 以下の問に答えながら その関係について考えよ。 加速度 a [m/s2] A 0.20[kg] 糸 加速度 1[m/s2] B 0.30[kg] a T を求めると、 a=4.2[m/s2] T=0.84[N] 2.1 [N] 正 IF