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物理 高校生

(3)tanθ=ma/mgになるのはなぜですか?

基本例題33 電車の中の単振り子 基本問題232 234 長さLの糸の一端に質量mのおもりをつけて,これを電車の天井につるして単振り子 とする。 重力加速度の大きさをg として 次の各問に答えよ。 (1) 電車が水平方向に速度で走行している状態で, おもりを電車に対して静止させ おもりにはたらくが たとき,糸はどの方向になるか。 Forfashhat (1)の状態で,単振り子を小さく張らせたときの周期はいくらか。 (3) 次に, 図のように, 電車が水平方向に大きさαの 一定の加速度で走行しているとする。おもりが単振 小生も加わる 動の中心にあるときの, 糸と鉛直方向とのなす角を 0 とすると, tan はいくらか。 (4) (3)での単振り子の周期を, L, g, a を用いて表せ。 (S) a (1) おもりに慣性力ははたらかな 指針 (1) (2) 電車は等速直線運動をして おり,おもりに慣性力ははたらかない。 したが って,単振り子の運動は、電車が静止している 場合の状況下のものと同じである。 解説 いので,糸は鉛直方向となる。 L (2) 単振り子の周期Tは, T=2π g に a (3) (4) 電車は等加速度直線運動をしており、 電 車内から見ると, おもりには糸の張力 S, 重力 mg, 慣性力 maがはた らく。これらのつりあう 位置が,単振動の中心と なる。 重力と慣性力の合 力は鉛直方向から 0傾 いた方向になり見かけ の重力mg'がその方向 にはたらくとみなせる。 ma mg' mg (3)糸の張力 S, 重力 mg, 慣性力maの3力が つりあう位置が単振動の中心となる。 ma a tan0= mg g (4) 見かけの重力加速度の大きさ g' は, g'=√√g²+a² 求める周期をT' とする。 T' は, (2) の T の式 でg を g′に置き換えて求められる。 =2 L T = 2x√1 = 2π√ √ √ g² + a² LE 9. 単振動 113

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物理 高校生

5.6.7の解き方を教えて欲しいです

[19] 図1のように置かれた物体 A と凸レンズを考える。 凸レンズと物体間の距離を凸レンズの焦点距離 とするとき, 凸レンズから距離離れた所に虚 像が見えた。 dri= t (1) 6, a f を用いて表せ。 (2) この凸レンズの倍率を, a と を用いて表せ。 次に,図2のように置かれた物体Bと凹面鏡を考 える。 凹面鏡と物体間の距離をx, 凹面鏡の焦点距離 をf2とするとき, 凹面鏡から距離y離れた 所に実像ができた。 (3)yをxと を用いて表せ。 (4) この凹面鏡の倍率をxとf2 を用いて表 せ。 次に、図1の凸レンズと図2の凹面鏡を組 み合わせて図3のような光学系を考える。 物 体Cを凹面鏡から距離xの位置に置き, 凸レ ンズを置いた位置は凹面鏡からの距離dで表 すものとすると, d=do のときに図のような 虚像が見えた。このときのdを凸レンズの初 期位置とよぶことにする。 凹面鏡 -do 実像 虚像 (5) 凸レンズを初期位置から凹面鏡に近づけ ていくと, d=d となったときに虚像が消 えた。このときのdを, fu, f2xから必 要なものを用いて表せ。 物体C 凸レンズ (6) 凸レンズを初期位置から凹面鏡の反対向 きに離していくと, d=d2 となったときに 図3 凹面鏡 も虚像が消えた。このときのd, fu, f2, x から必要なものを用いて表せ。 (7)凸レンズが初期位置に置かれているとき, この光学系の倍率を, do, fu, f2, xを 用いて表せ。 物体B 虚像 þarfi 凸レンズ 物体 A 図1 図2 実像 6 a.

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