基本例題22ではグラフをずらして考えていないのに、182ではグラフをずらして考えているのですがその違いが分かりません。教えてください！

振動数、渋の速さは、 (4) 波の速さは 4.0m/s なので, 1.0s間に4.0m進む。したがって, 15s なので,波の迷さvlm/s」は、 0= =4.0m/s 1.5 実線波形の x=2.0mの山は, 1.5s 後の破線波形において、 x=8.0mの位置に移動 している。 0 34567 8 x[m] テ0.40 =2.5 Hz 1 振動数:「=- T - 0.20 f=リ-4.0 8.0 /o) 振動数f[Hz]は, ひ=f入の公式から、 波の速さ:v=fス=2.5×4.0=10m/s ) aとcは振動の端なので速さが0である。 のとbの向きは,微小時間後の波形を描いて調 べる。 0:上、 b :下, aとc:速さ 0 =0.50Hz (Point 媒質の速度の向きを調べるには, 微 小時間後の波形を描くとよい。 Tーナー050-2.05 ○ (4) 3.0s後に, 波は 1.5波長分を進む。波は 周期 T[s]は, f 0.50 1波長分進むと同じ波形 基本問題 185, 186 になるので、t=0のグラ フを0.5波長分進ませて 射がおこらないとし きの波(黒色の破線 き,自由端に対して 称に折り返す。 基本例題22 縦波の横波表示 ませたものとなる。 進行方向 図は、ある時刻における縦波を,横波のように表 変 位 描けばよい。 182. 横波の振動 したものである。次の(ア)~(オ)に該当する媒質の 点を,記号a~hを用いて答えよ。 ()最も密の部分 解答(1) y軸の正の向き (2) 速度が0の点: a, c 速度が最大の点: b (3)同位相:d,逆位相:b e g la b A (イ) 最も疎の部分 (エ)左向きの速度が最大になる部分 T T |2 (ウ)速度0の部分 -A (オ) aが1回振動し終わったとき, aから出た波が進んでいる点 指針(1)媒質の各点は,y方向に単振動をしている。微小時間後の 波形を描いて,媒質の変位の向きを判断する。(2) 単振動における速さ は,振動の中心で最大,振動の両端で0となる。(3) 互いに同位相の点 は1波長分はなれており,互いに逆位相の点は半波長分はなれている。 (4)点bの時刻0における変位は0であるが,どちら向きの速度をもっ ているかを判断し, グラフを描く。 解説)(1) 微小時間後の波形を描くと,図のよう になる。点0の変位の向きは,y軸の正の向きであ 横波表示を実際の縦波の変位にもど 指針 縦波の横波表示は, 変位をy軸に回 転させたものである。実際の縦波の変位は,y軸 の正の向きの変位をx軸の正の向きへ, y軸の負 の向きの変位をx軸の負の向きへ回転させて示さ れ、国のようになる。 解説 して考える。媒質の各点は単振動をしている。 (イ) a,e (ア) C,g (ウ) 変位が最大となる部分である。b, d, f, h (エ) 変位0の点が速度最大であり,横波表示に おいて微小時間後の波形を考えたときに,変位 が負の向きになる点が左向きの速度をもつ。 a,e YA 波が進む向き a る。 (オ)波は,媒質が1回の振動をすると,1波長 進む。e C d (2) 媒質の速さは、振動の中心(変位0の場所)で最大, 振動の両端(最大変位の場所)で0となる。速度が0 a bcdef g h 破線は微小時間後の波 1

やり方が分かりません。 これの答えもなくしちゃったので教えてください。 お願いします

2物体の運動 Point: A, B それぞれについて運動方程式を考える! 問図のように,なめらかな水平面上で、質量6.0kg の物体 A と質量4.0kg の物体 Bを軽い糸で結んだ。 Bを水平右向きに5.0N の力で引く。糸でつながれたAとBは同じ大きさの加速度a[m/s?]で運動する。 それぞれの問いに答えよ。 ただし, 張力をT[N]とする。 6.0 kg 4.0 kg (1) A,B それぞれに働く力を図示する。 (2) A について,運動方程式をかけ。 A B 5.0N (3) Bについて、運動方程式をかけ。 (4) a, Tの大きさをそれぞれ求めよ。 [1]図のように, なめらかな水平面上で, 質量 3.0kg の物 体A と質量 2.0kg の物体 B を軽い糸で結び, B を水 平右向きに 80N の力で引いたところ, 糸はたるまずに A とB は同じ大きさ a [m/s3] の加速度で運動した。 水平右向きを正の向きとし, 糸の張力の大きさをT (N)とする。 B 2.0 kg A 3.0kg 80 N (1) A, B のそれぞれについて, 糸から受ける力の矢印と加速度を表す矢印を図にかき入れよ。 (2) A,Bそれぞれについて, 運動方程式を立てよ。 (3) a, T をそれぞれ求めよ。

(1)は静電誘導で導体中に電気力線が存在しないのですが、なぜ電荷を与えた時に電子が中央に集まるのかが分かりません わかる方よろしくお願いします

実戦 基礎問 68 電気力線と電場 図のように,半径aの導体球を導体球と同心の電荷を もたない内半径6で外半径cの中空導体球で囲み, 半径 aの導体球だけに正の電荷Qを与えた。導体の球面か ら出る(または入る)電気力線の本数はその面積によら ず一定で、その分布は一様である。また, 電気力線の本 「本(Eo:真空の誘電率)で与え 数は単位電荷あたり、 Eo られるものとする。 (1) 中心からの距離がr(0<r<a)の位置での電場の強さを求めよ。 (2) 中心からの距離がr(α<rく6)の位置での電場の強さを求めよ。 (3中心からの距離が6, cの位置における電位をそれぞれ求めよ。たれ 無限遠方の電位を0とする。 (防衛大 ガウスの法則 電気量Qの電荷から出る(Q>0 の場合)ま たは電荷に入る (Q<0 の場合)電気力線の本数 N は, クーロン 精 講 の法則の比例定数をん, 真空の誘電率を eo とすると, である) 本 ここで,k= TO-0- 4TE。 En 閉曲面を出るまたは入る電気力線の総本数は, 閉曲面内部の電気 の和から求められる。 ●電場と電気力線 電気力線の向き(接線の向き) が, その場所の電場の向目 ある。電気力線に垂直な断面を貫く単位面積あたりの電気力線の本数が 場所の電場の強さである。 電気力線の密度が一様である場合、 面を垂直に貫く電気力線の総本数を 面の面積をSとすると、 電場の強さEは、 Point41 電気力線の分布が同じ 同じ電場電位の公式に従う

名門の森の力学の12番の(3)なのですが、直感的にはBが単振動して振幅の2倍（2a/‪√‬3）が答えになりそうな気もするのですが、なぜ単振動になってないのでしょうか？分かりにくい質問ですみません

Bは水平線 PQ よりどれだけ下がっ P 固定された滑らかなくぎP,Qに掛けた。 PQ = 2a であり、重力加速度をgと。 (1) 3がてしている。 長さ 6aの糸のとに, 同じm のA, B, C を、 -2a 9E 12 エネルギー保存則 水平線上に V (2) Bを手でつまんで PQの中点まで持ち上げる。 仕事を求めよ。 (3) (2)の状態でBを静かに放すと,おもりは動き始める。 Bは水立な PQ より最大どれだけ下がるか。 (京都工繊大) Level (1) ★ (2),(3) ★ Point & Hint 。 一般に,物体を静かに動 (2)手のした仕事は位置エネルギーの増加をもたらす。 かすときは, 外力の仕事=位置エネルギーの変化 もちろん, この場合は物係 系で考える。 (3) 物体系に対して力学的エネルギー保存則を適用する。 HCHE P 合いから T= mg と、Bの鉛直方向のつり合

（2）の 0+mad+0=〜 の式の部分から意味が分かりません🥺🥺 どうか教えてください🙏 お願いします🙇‍♀

=49 115,116,117 基本例題 26 力学的エネルギーの保存 質量mの小球を軽いばねでつるしたところ, ばねが自然の長さからd だけ伸びた状態で静止した。 このときの小球の位置を点Pとする。重力 加速度の大きさをgとする。 (1)ばね定数んを m, d, gで表せ。 (2) ばねが自然の長さとなる点Qまで小球を持ち上げ, 静かにはなした。 おもりが点Pを初めて通過するときの速さひを m, d, gで表せ。 岡(2) 点Qと点Pそれぞれについて, ①運動エネルギー, (②重力による位置エネルギー @ 性力による位置エネルギーを考え, カ学的エネルギー保存則の式を立てる。 よって k= 解(1) 力のつりあいより kd-mg=0 (2)点Pを重力による位置エネルギーの基準とする。 点Q. P間での力学的エネルギー保存則より d 伸び 伸び (伸び 0+mgd+0= mu+0+kd (1)の結果を代入して, vについて解くと mgd=-mパ+ー×xd よって v=\gd kd PC mg 遠さ 2 POINT の運動エネルギー ②重力による位置エネルギー ③弾性力による位置エネルギー K= U=mgh U: -kx? 0000000 O 000000

何となくはわかるのですが、 解説の式のところがなぜこの数字になるのか分かりません💦

基本例題11力のつりあい *53,54 天井の2点A, Bから長さ 30cm と 40cmの糸 A a, bで重さ6.0Nのおもりをつり下げた。 AB間 50 cm が50cmのとき, 糸a, bの張力の大きさT, Sを 求めよ。 a b 30cm 40 cm 指針 おもりには重力 6.0N, 張力 T, Sがはたらき, こ れらがつりあっている。 張力を水平成分と鉛直成 分に分解し,各方向のつりあいの式を立てる。 3辺の長さの比が3:4:5の三角形は直角三角 形である(三平方の定理 3°+4°=5° が成立)。 解答 糸bと天井のなす角を0とすると 0 a Tcosé TH 0;Ssin 0 S 10: Tsin0 Scos0 5 sing=, com0= 3 Cos 0-4 sin0= ……の 5 6.0N 水平方向のつりあいの式は Scos0-Tsin0=0 鉛直方向のつりあいの式は Ssin0+Tcos 0-6.0=0 2, 3式にの式を代入して T=4.8N 別解右図のようにTとSの合力は 重力とつりあうので S=3.6N 4 T=6.0×-=4.8N、 5 S-ア=0,S+r-6.0-0 両式を連立させて解くと 3 -T-6.0=0 3 S=6.0×ー=3.6N 5 '6.0N POINT 解き方1:力を直交する2方向に分解し, 各方向の成分の総和=0 3力のつりあい 解き方2:2力の合力は, 残りの1カとつりあう 33 S の

3番がよく分かりません。教えてください！

水面上の6.0cm はなれた2点A, Bから, 同位相で 波長2.0cmの波が出ている。図の実線はある瞬間の 4 171 基本例題46) 波の干渉 物理 基本 30 減楽しないものとして, 次の各問に答えよ。 ) 2つの波が弱めあう点を連ねた線(節線)をすべ て図中に描け。また, 節線は全部で何本あるか。 (2) 点Pはどのような振動状態にあるか。 AP-8.0 cm, BP=5.0cm とする。 節線が線分 AB と交わる点は, Aから測ってそれぞれ何 cmのところか。 のようになる。節線の数は6本である。 (2) AP-BP=3.0cmであり、 手長1,0cmの 3倍(奇数倍)である。 したがって、 Pではめ あうため,振動しない (3) 線分 AB上には定常波ができており、 はAB上の定常波の節を通る。 ABの中央の点 は腹であり、腹と節の間隔は渡長の1405 cm),節と節の問隔は半波長 (1.0cm である これから,求める場所は、 Aから 0.5.15,2.5 3.5, 4.5, 5.5cmのところとなる。 (1) 弱めあう場場所は, 実線 (山)と 指針 破線(谷)が重なる点であり, 節線はそれらを連 ねたものとなる。 (2) APと BP の距離の差が, 半波長の偶数倍で あれば強めあい,奇数倍であれば弱めあう。 (3) 線分AB上では, 互いに逆向きに進む波が 重なりあい。 定常波ができ P. ている。 解説 (1) 節線は、 Point A. Bは同位相で振動しているので A, Bを結ぶ線分の中点は、 定常波のになる。 B 山と谷が重な る点を連ねた 線であり、図

名問の森電磁気10番です。お願いします！！ (5)までは理解しているのですが、(6)がわかりません。保存則の等式で、右辺の電位が0になる理由がわからないです。確かに、点電荷A、Bからなる電位は点Oでは0なのでしょうが、一様電場からの静電気力は右向きですので、左に行くほど位置... 続きを読む

F=qE[N] の力を受ける。正電荷はEと同じ向きの力を, 負電荷は逆向きの 電気分野の基礎は何といってもクーロンの法則だが, 実用上は電場(電界)Eと 38 電磁気 10 静電気 +Q[C)の点電荷をA点に, -Q(C) の点電荷をB点に固 定する。AB間の距離は21 [m]であり,ABの中点をO とし、0点からL[m]離れた ABの垂直2等分線上の点を Cとする。クーロンの法則の 比例定数をk [N.m'/C°] と 無限遠を0[V]とする。 0点とC点での電場(電界)の向きと強さをそれぞれ求めよ。 (210点の電位と, 線分OBの中点Mの電位を求めよ。 ta[C]の電荷をもつ質量m[kg]の小球PをM点に置き, 静かに 横す。 Pが0点を通るときの速さを求めよ。 次にPをC点に置き, 線分ABに平行に一様な電場をかける。する と、Pに働く静電気力は, 一様な電場をかける前に比べて, 向きが逆 転し大きさが半分となった。 (一様な電場の向きと強さを求めよ。 PをC点からM点まで静かに移動させた。この間に外力のした仕 事を求めよ。 C +Q 0 M A B M点でPを静かに放すと, Pは左へ動き出し, やがて0点に達し、 一瞬静止した。 このことからLを1で表せ。 Level (1) 0 : ★★ C:★ (2)~(4) ★ (5)★ (6)★★ Point & Hint 電位Vが重要な役割りを果たす。 その

問題とは直接関係ないのですが、(7)の図のx1→x3→x4で、等速度運動しないのはなぜか教えて頂けませんか？ 静電気力が小さくなることで、x1以降は摩擦力が静電気力と釣り合うようになり、加速度が0になることから等速度運動する、という風にはならないのでしょうか？

(1) nまでは等速度運動だから、力がつり合う。点Oから離れるにしたが。、 て左向きの静電気力 qEが増し、それに応じて静止摩擦力が右向きに地」 ていく。やがて、おでは最大摩擦力umg に達する。そこでの電場の強さ E= より 電気 13 静電気·単振動 47 HE 13 静電気·単振動 水平右向きにx軸をとり,原点を0 電場 電場 とする。水平方向に -ax で表される -出mg aq q*a =mg 電場(電界)をかける(xは座標で, aは 図P 正の定数)。そして,水平右向きにベ ルトを一定の速さで動かす。正電荷q は向きを含めて 一g"axと表せる(ばねの弾性力と類似)ので ド=-aqx + mmg ベルト (2) Pはベルトに対して左へ滑るので、動摩擦力は右向きに働く。静電気。 を帯びた質量 mの小物体Pを点Oの位置でベルト上に置くと,Pは F=-aq (x-mg) aq (3) 上式を変形すると ベルトに対して滑ることなく動き始めた。Pとベルトの間の静止摩 これよりPはェ= mg(< x)を振動中心として単振動をすることが aq 擦係数をL, 動摩擦係数を μ(<μ)とし, 重力加速度をgとする。 ベルトは帯電しないものとする。 分かる(復元力の比例定数K=aq)。 もちろん。振動中心で最大の速さとなるので 出mg aq Pはやがて位置:x=(1) ]で滑り出す。 その後のPに働く合力F は,Pの位置xを用いて, F=(2) (4)単振動のエネルギー保存則(Fエッセンス(上)p79)より と表せる。Pはx=bで一瞬 静止した後,左へ戻り, 位置 x2=D (3)で最大の速さ Um=L(4) となる。x=bから x2に至るまでの時間は カ=D(5) である。その 後,Pは x =(6) で再び一瞬静止し, 右へ動くが, x4=(7) でベルトに対して静止し, 再び滑り出すまでには, ベルトの速さを (関西大+大阪大) K(b-xx)?= るV | aq = (b-mg aq V aq m (5) 右端から振動中心に移るまでの時間だから、周期Tの一である。 m- m Vとすると,tz=(8)の時間がかかる。 (6) は左端で、振幅A=b-xだけ、 中心xxの左側にあるので(次図を 参照) =-A= 2xーb=mg なお,(4)は、。=Ao =(bーx)·2x/Tとして求めてもよい。 Level(1), (2) ★ (3)~(6) ★ (7), (8) ★★ ーb aq 会 ( (7) Pは左端から右へ向かって速さを増していく。次図のように, ベルトの 速度Vと同じになるのは, 単振動の対称性から(ベルトに対して滑り始め た)位置xと振動中心をはさんで同じ距離だけ左に離れた位置 xx となる。 Point & Hint 力学としては,ばねに付けられた物体の, 動くべ ルト上での運動と同等である。 自然長 ma P V (2) Pはペルトに対して左へ滑る。 すると動摩擦力 の向きは…。 ベルト V Oms (3)~(6) (2)の合力Fの式から運動 (地面に対する運 動)が確定する。そして,いろいろな量が求められる。ん (7) Pの速度がベルトの速度と一致するのは…。 それまでの運動のもつ対称性 0 を利用したい。 単振動のエネルギー保存則で考えてもよい。振動中心から同じ距離だけ 離れた位置での単振動の位置エネルギーは等しいから, 運動エネルギーが (つまり速さが)等しい。 次図より . = 2xーx= aq mg (2h-) X- = Xー A A 左端 中心 右端 b -V ロー 赤点線は単振動 黒点線は等速V (8) xに達するまでは, Pはベルトに対して左へ滑り, (2)の「Fに従う単振 動であったが、いったんベルトに対して止まると,静止摩擦力に切り替わ り,Xに達するまではベルトと共に等速Vで動く。 ね= 2(x- x) V X-X 2mg ミ) agV

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-