何も分からない状態で申し訳ないのですが、 (1)の合成派の波形をかけという問題は、実線と破線をそれぞれ通って？書けばいいってことでしょうか？ そして、(3)の問題はどうして1/8λという数字が出せたのでしょうか。(3)に関してはもうほんっとーーによく分からないんです🥲‎ お... 続きを読む

基本例題 52 定在波(定常波) 274,275 解説動画 x軸上を要素の等しい2つの正弦波 a, b が,互いに逆向きに進んで重 なりあい,定在波が生じている。図には, 波 a, 波 b が単独で存在したときの, 時刻 t=0s における波a (実線) と波b (破線) が示してある。 波の速さは2.0cm/sである。 (1) 図の瞬間 (t=0s) の合成波の波形をかけ。 (2) 定在波の腹の位置 x を 0≦x≦4.0(cm) の範囲ですべて求めよ。 2 0 (3) t=0s の後,腹の位置の変位の大きさが1 [ty [cm] 2 a b → 13 x[cm] 最大になる最初の時刻を求めよ。 10-2 指定在波では,まったく振動しない所(節)と大きく振動する所 (腹) が交互に並ぶ。 解答 波 a, 波bの波長 入 =4.0cm Vety[cm] 合成波 2 周期 T= 入_4.0 a b = -=2.0s 2.0 1 (1) 波の重ねあわせによって図1 0 13 x(cm) (2) 図1の合成波の波形で, 変位の大きさが最大 1 となる位置が腹の位置。 -2 図1 (t=0) x=1.5cm, 3.5cm ↑y[cm] 合成波 (3) t=0s(図1の状態)の後, 波, 波b が 1/12 2 1 ずつ進むと、図2のように, 山と山 (谷と谷) が重なり、腹の位置での変位の大きさは最大 になる。 進む時間はTだから 12 0 13 4 [cm] -1 -2 ==½T= = 0.25s 2.0 8 図2(t=1/27)

(2)は運動量保存則を使って解くことは出来ないのですか？

9 単振動 単振動 変位に比例する復元力による運動 F=-Kx単振動 合力 F m 振動中心(x=0)は力のつり合い位置 0 x 周期 T=2π m エネルギー保存則 1/12mo+1/2 Kx=一定 ばね振り子 ... K=k (ばね定数) のケース 周期 T=2vk m ※ ばねが水平でも鉛直 でも斜面上でも不変 物体AとBがあり,質量はそれぞ れと3mである。 なめらかで水平 な床の上で,一端を壁にとめた軽いば ねの他端にAをつなぎ, 離れないよ うにする。 次に, BをAに接触させ て, ばねを自然長 より x だけ押し 縮め、静かに手を離した。 ばね定数を んとする。 A B Xo lo AX Xo Xo 2 0 Xo T T 3 2T 2 -xo (1) 手を離したあと, はじめAとBとはいっしょに運動する。 (ア) ばねの長さが1のときの, 運動方程式をA, B それぞれについて 記せ。 ただし, 加速度をαとし, AがBを押す力をNとする。 (イ)N を l, lo, kを用いて表し, BがAから離れるときのを求め よ。 (2) Aから離れたあとのBの速さ”はいくらか。 (3)Bが離れたあと, ばねの最大の長さlmはいくらか。 (4) 自然長からのばねの伸びをxとし,xの変化を時間tについてグラ フに描け (ただし, 図中のTはT=2√m/kであり, t=0のとき x=-x である)。 (東京学芸大 +名古屋大)

(1)についてです。ma=fではなく-fなのは何故ですか？

2h 解答(1) [10] (2) e von I Ng 右の図のように、質量mの小物体が 質量 M の大きな板の上にのっている。 小物体と板との間の動摩擦係数をμと 訳 し 板と床との間の摩擦を無視する。 小物体 m 板 M 床 時刻 t = 0 において,小物体に右向きの初速度vを与えると,板も同時に動き始めた。 右向きを正の向きとし、重力加速度の大きさをgとする。 (1)小物体の加速度 αを求めよ。 2 板の加速度 A を求めよ。 (3) 小物体が板に対して静止するまでの時間も,その間に小物体が板に対してすべる距 離 1 を求めよ。 ヒント (2) 板は動摩擦力μmg によって加速される。 (3)両者の速度が等しくなったときがt。 この間の両者の移動距離の差が。 解答 (1) μg μmg (2) M Mvo Moo2 (3)t: 1: (M+m)g' 2μ (M+m)g

(3)についてです。 「直方体は滑る前に倒れる」とありますが、どうしてそうだと分かりますか？ また、直方体が滑らないための条件では静止摩擦力が張力T以上(等号もOK)ですが、なぜ「滑る前に倒れる」となると等号は含まれないのでしょうか？ 御回答よろしくお願い致します。

発展例題 剛体のつりあい 発展問題 143 粗い床上 図の点A す。 点A 重さ W, 高さα, 幅6の直方体が置かれている。 b A 直方体の側面に平行で重心を通る断面の点を表 T はじめ直立 て点Bを 水平右向きに大きさTの張力で引いた。 をとりつけ, Tを徐々に大きくすると,やが に静止していたが, a B 次の各問に答えよ。 として倒れた。 (1) 直方 直方体が床から受ける垂直抗力の作用点は, 点Bから 止しているとき, 左向きにいくらの距離にあるか。 a, b, T, W を用いて表せ。 (2) 直方体が回転し始めるのは, Tがいくらをこえたときか。 -b- A (3) 床と直方体の間の静止摩擦係数μは,いくらより大きくなければならないか。 指針 垂直抗力の作用点は, T=0のとき に重力の作用線上にある。 Tを大きくすると,作 用点は徐々に右側にずれていき、やがて底面から 外れたとき, 直方体は点Bを回転軸として倒れる。 解説 b T - 2 W a 式①を② に代入して、 x= (1) 垂直抗力をN. 点 Bからその作用点まで の距離をx, 静止摩擦 力をFとすると, 直方 体にはたらく力は図の ようになる。 鉛直方向 の力のつりあいから, T NA (2) Tを大きくすると, 垂直抗力の作用点は右 側にずれる。 (1)のxが0になるときの張力を T, とすると, 張力がこれよりも大きくなると b T₁ 倒れるので, 0=1/27 ・a T₁=- ・W W 2a b (3) 直方体にはたらく水平方向の力のつりあい から, F=T...③ F B F≤μN 静止摩擦力Fは最大摩擦力μN以下であるの で, W b N=W ... ① 2 式① ③をそれぞれ代入すると, 直方体がすべ らないためには, T≤μW 点Bのまわりの力のモーメントのつりあいか 5, WT ・Ta-Nx=0 ・・・② これからTがμW をこえると直方体はすべ り始める。 直方体はすべる前に倒れるので、 T,<μW b 2a b. -W<μW ">. 2a

（４）の問題が分かりません。t🟰Tということは 4メモリ動くという解釈で波を書いたんですけど、 どうやっても合成波はまっすぐなんです。 しかし答えには山が2つあります。ほんとに訳わかんないです。理解力が乏しいので分かりやすく教えてくれると嬉しいです……

YA +t=T x

（2）から分かりません。

第1問 図はx軸の正方向へ速さ V=20 [m/s] で進む正弦波の, 位置 x = 0[m] における変 位の時間変化を表したものである。 AV[m] 0.1- -1[s] 0+ 20.05 0.10 -0.1+ (1)この波の振動数 【1】 [Hz] と波長入 【2】 [m] を求めよ。 D1.0 ②2.0 ③3.0 ④4.0 ⑤5.0 ⑥6.0 ⑦7.0 ⑧8.0 99.0 ⑩10 (2)r=0 [s] でのこの波の波形をグラフに表せ。 【3】 y[m] Dor oy[m] 2) 0.1 0 x[m] 0 [00] 10 0.0 x[ml 1.0 2.0 0.1 y[m] ③ 0.1 0.1 0.1 ④0.1 elml 0 x[m] 0 [00]]]] 1.0 2.0 0.0 -0.11 A x[m] 2.0 (3)この波が縦波で, yは媒質が波の進む向きへ変位した場合に正, 逆向きに変位した 場合に負の量として表されているとする。 (2)の結果を利用してr=0 [s] において 0<xの範囲で媒質が最も密な点 【4】 [m]と, 最も疎な点【5】 [m] をそ れぞれ全て求めよ。 ①1.0 ②2.0 ③3.0 ④4.0 ⑤5.0 ⑥6.0 ⑦7.0 ⑧8.0 99.0 ⑩10

固体中を伝わる波は縦波か横波か両方かという問題の解説の補足部分に書いてあったことについて質問です。液体中や気体中で伝わる波で横波は生じないと書いてあるのですが、海の波は横波では無いのですか？

補足 固体中 液体中 気体中のいずれにおいても、 媒質内にずれが生じる場合, ずれを元に戻そうとす る力が,ずれと平行な方向(ただし,ずれと逆向き) にはたらくため(ばね振り子をイメージすると理解 しやすいだろう),媒質の振動方向が波の進行方向 と一致する縦波が生じる。 一方,液体中や気体中では,ずれを元に戻そうと する力はずれに垂直な方向にははたらかない。 こ のため、 液体中や気体中では横波は生じない。 しか し、固体中では,媒質のずれを元に戻そうとする力 が,ずれに垂直な方向にもはたらくため (弦の振動 をイメージすると理解しやすいだろう),媒質の振 動方向が波の進行方向と垂直である横波も生じる。 なお、一般に, 縦波の方が横波よりも速く伝わる。 たとえば, 地震波における初期微動は縦波, 主要動 は横波である。 緊急地震速報は、 縦波の方が速く伝 わることを利用して、 初期微動の観測結果から主要 動の到達予想を知らせる仕組みである。

このグラフからv²はx²に比例しているからvはxに比例すると言えますよね？解説には比例していないって書いてあるのですがどうなのでしょうか

v2 [m²/s2] 70 60 50 40 30 20 10 0 0 50 100 150 200 250 300 350 x2 [cm²)

(18)について、t=π/2ωの時のコの字がどこに位置するのかという問題に帰着する所までは理解できるのですが、どこからt=0のとき、コの字はb地点にいたとわかるのですか？自分の見落としだとしたら申し訳ないのですが、この地点から外力を加え始めるみたいな記述はなく、なぜ解説にb... 続きを読む

物理 図2のように、金属の細い棒を曲げて作ったコの字の部分を含んでいる回転子 ABCDEF は,辺 AB と辺 EF を回転軸として磁石の間に置かれている。 辺 CD の長さ は 、 辺BC と 辺 DE の長さはであり,辺CDは回転軸に平行, 辺BC と辺 DE は 回転軸に垂直である。 磁場はN極からS極の向きにかかっており,辺BC, CD, 辺 DE が通過する部分では一様で,その磁束密度の大きさはBである。 点Aと 点Fの間には抵抗値 R の抵抗をつないである。 外力を加えて、 図2に示した矢印の 向きに回転子を一定の角速度w (w0)で回転させると,辺CDに誘導起電力 Vが 生じ,抵抗に電流が流れた。 このときのVの時間変化は図3のような交流となった。 Tは交流の周期である。 ただし, 点Cから点D の向きに電流を流す Vを正とし, Vの最大値を V」 とする。 回転子がもつ自己インダクタンスや抵抗以外の抵抗値, 地磁気は無視できるものとする。 回転子 AQ Bw N S CTB B [E D V Fe -Vi T 図2 T |72 図 3 R 時間 た 6.周って 200

この問題赤線を引いた式の意味がわかりません。

7 気体の圧力 なめらかに動く軽いピストン付きの容器に気体を閉じ こめ,ピストンが鉛直方向に動くように立てる。このピ ストンにおもりを静かにのせたとき, 閉じこめた気体の 圧力は何Pa になるか。 おもりの質量を10kg, ピストン の断面積を 4.9 × 10-3m2, 大気圧を1.0×105 Pa, 重力加 速度の大きさを9.8m/s2 とする。 おもり