(4)の解答、解説が欲しいです。

水平な台の上に質量mの物体Aを 置き,図のように自然の長さのゴム ひもBを取りつけた。 ゴムひもの右の 端を持って水平方向にゆっくりと引く と, ゴムひもが自然の長さからα だ け伸びたときに物体が動き始めた。 そ の瞬間にゴムひもを引くのをやめたと x=0 x=1 A B m x ころ, 物体ははじめの位置からだけ移動して止まった。台と物体の間の静止摩擦係数 をμ, 動摩擦係数をμ', ゴムひもが自然の長さからy伸びたときの弾性力は,kを比例 定数としてky とする。 重力加速度の大きさをgとする。また,μμ'とする。 (1) 物体が動き始めたときのゴムひもの伸びとの関係を示せ。 (2) ゴムひもが1+αの長さに伸びたときにゴムひもに蓄えられている弾性エネルギー を求めよ。 平をすべりださせ (3) 物体が止まるまでに摩擦力がした仕事を求めよ。 (4) 物体が止まったとき, ゴムひもがたるんでいたとする。 μとμ'の間にはどのような 関係があるか, a, b を含まない不等式で示せ。 のはいくらか。 (5) 物体が止まったとき, ゴムひもが自然の長さよりも伸びていたとする。 このとき, ゴムひもにはエネルギーが蓄えられていることに注意して, 移動距離6をm, g, k, 世, μ' を使って表せ。

2の解説を読んでもわかりません。 プラスとマイナスがなぜこのようになるのか教えて頂きたいです🙇‍♀️

2 答 大評点 1.00 問題にフラグ 付ける 問題を編集 る 滑らかな水平面があり、 質量mの小球Aが置かれている。 Aの 問題にはテストか変形が不足しています。 左側に軽いバネPを、右側にバネQを取り付け、それぞれの他端を壁に固定した。 P Q それぞれの バネ定数はk1, k2であり、 静止状態での伸びはd1, d2である。 静止状態でのAの位置を0とし、右 向きにx軸の正方向をとる。 d1、 d2は、(1)のみで用いること。 (1) k1, k2, d1, d2の間には、 =0の関係式が成り立つ。Pに関する項の符号は正とすること。 (2) Aの座標がxのときに、Aが受ける力は (3) Aの振動の周期は、 る。 である。 であ P bl dl k2d2 Q m 1x (1)力がつりあって合力が0なので bldl-f2d2=0 (2)伸びに対して、Pは負の方向は正の 方向に力が作用するので F = - k1 # (d1+x) + b 2 x (d2-x)

(5)が分からないので教えていただきたいです。

問4軽いバネの片端を壁に固定し、 他端に質量mの物体をつけて粗い床面に置いた、 水平パネ振り子を考 える。 バネが自然長の時の物体の位置を=0とし、 バネが伸びる向きに軸正をとる。 物体は床面から速度 と逆向きの抵抗力-bu を受ける (6は比例定数)。 時刻 t = 0 に、 原点にある物体に正の初速度v を与える と、バネ定数kがん この時、任意の時刻におけ だったため、このパネ振り子は臨界減衰振動をした。 る物体の位置(t) は右下のグラフのようになり、y=品を用いて以下の式で表せる。 x(t) = vote t 以下の間に、m, 0, y のうち、 必要な記号を用いて答えよ。 (自然対数の底eは数字なので、当然使用可。) (1) 最初に物体の速さが0となる時刻 to を求めよ。 (2) 時刻もの物体の位置 z (to) を求めよ。 (3) 時刻 to までにパネが物体にする仕事 W, を求めよ。 (4) 時刻 to までに床からの抵抗力が物体にする仕事 Wa を、 (3) の結果を用いて求めよ。 (5) 【チャレンジ問題】 前問で求めたW を、 以下の積分を実行することで導け。 √x(to) Wa= Jo rto (-ku)de="bu)udt=f" (-w²)dt 位 時刻

物理の単振動の問題です。 これの（5）の答えがdcos（t√k/m）なのですがどうやったら答えが出ますか？ どなたか教えてください！

(重要例題2) 水平でなめらかな床面に一端を固定したバネ定数kのバネを置き、他端に質量mの物体 をつける。 バネが自然長のときの物体の位置をx軸の原点にとり､バネが伸びる方向にx軸の正の向き をとる。 物体をx=dまで引っ張り、静かに離した。 円周率を" とする。 (1) この単振動の振幅Aと角振動数ωを求めよ。 (2) この単振動の周期T を求めよ。 bomm (3) 物体が自然長の位置を通過するときの速さvmaxを求めよ。 (4) 物体がx= -d を通過するときの速さを求めよ。 (5) x = d で運動が始まったときを時刻 t=0 とする。 時刻 t における物体の位置xを式で表せ。 x

(5)の問いでは、エネルギーは一連の動きにおいて保存されるからどの場面からでも求まるけど、面倒なので、「振動の中心では単振動のエネルギーは全て運動エネルギーになる」という性質を用いるため、解答のような解き方になるのですかね？

220. 単振動とエネルギー 質量 5.0kgの物体が、 周期 4.0s, 振幅 2.0mの単振動をし ている。 この単振動について,次の各問に答えよ。 (1) 角振動数は何 rad/sか。 (2) 振動数は何Hzか。 (3) 変位が1.0mの点で, 物体が受ける復元力の大きさは何Nか。 (4) 物体が受ける復元力の大きさの最大値は何Nか。 (5) 単振動のエネルギーは何Jか。 例題30 44

物理の単振動に関する問題なのですが、写真の9の5の問題の解き方が分かりません。 出来れば解いた過程が分かるように解説よろしくお願いします。

31=k(206+20) = 3 my+fX be my my 図 6-1 図 6-2 = t 9. 自然長 1, バネ定数kのバネが一端は固定され、他端には質量mの板が取り付けられて水平面か ら角度だけ傾いた滑らかな面上に置かれている。 その板に接して質量Mの小物体を置き､ 図のよう に小物体を板に接触させたまま、バネを自然長1からDだけ縮めて静かに手を離した。 小物体がない 場合、バネが自然長から長さ x だけ伸びたつり合いの位置で板は静止する。バネは十分軽くその質量 は無視できる。 また空気抵抗も無視できる。 重力加速度の大きさをgとする。 (1) つりあいの位置におけるバネの伸びx を求めよ。 No - Ant (2) 手を離したのち､ 小物体は板と接触したまま運動し、 自然長からのバネの伸びがsのとき板から 離れた。 バネの伸びを求めよ。 (3) 板から離れた直後の小物体の速度の大きさを求めよ。 答えはx を用いずに表せ。 4 板は小物体と離れたのち、 単振動を行う。 M = =3mm,D=gxo であるとして、その単振戦) 振幅を(9は用いずに) x を用いて表せ。 (5) 小物体と離れてから、板は斜面下向きに動し、 一瞬静止したのち、 斜面上向きに運動を始め、そ して小物体と離れた位置 (バネの伸びがs の位置) に戻った。 小物体と離れてから初めて同じ位置に 戻るまでの時間を、 m と k を用いて表せ。 ただし、 前間同様 M=23m, D="23x であるとする。 a M book m 10000 S-X

質量Mの台座りにバネ定数にのバネが取り付けられ、自然長よりdだけ縮めた状態で質量加の物体がセットされている。M =2mとして下の問い（問1～問4）に答えよ。 ただし、バネは理想的であり、台座や物体と床の間の際線は考えず、最初の段階では台座も物体も静止しているものとする。 ... 続きを読む

【2】下図のように質量Mの台座Dにパネ定数kのバネが取り付けられ、 自然長よりだけ めた状態で質量mの物体Aがセットされている。 M=2mとして下の問い (問1~問4)に 答えよ。ただし、パネは理想的であり、台座や物体と床の間の摩擦は考えず、最初の段階で は台座も物体も静止しているものとする。 簡Aの状態でパネが蓄えているエネルギーはいくらか。 最も適切なものを①~5のうちから 4 Ⓒkd e NIN A) LI 台座D ②d 固定 000) M A 図のように、台座Dを固定した状態でパネを開放し、物体Aを右方向に射出した。 物体 5 Aの速さはいくらになるか､最も適切なものを①~③のうちから一つ選べ。 物体 A (00000) d 116 m 床 @Md² E $(M+m)d 床 69 2d √ 以下運動も考える。 3 Cのように、台座Dを固定しない状態でバネを開放して物体Aを射出すると、 同時に台 Dも左方向に動く、この場合、台座の速さはいくらになるか。 最も適切なものを①~ のうちから一つ選べ。 D) 物体目 台座D (W) Ⓒ%+4√ Vo M これはつまり、ロケット推進の原理である。 力を加える相手のいない宇宙空間で、 ロケッ ト推進剤と呼ばれる物体を後方に射出する反作用で前方へ加速する。 この際、 推進剤の 使用によりロケットの質量が小さくなることにも注意する必要がある。 MD (0000)) 問4 実は台座Dは、図のように質量mの二つの物体BとCとでできている｡ また, 物体B と 物体Cは、パネ定数kのバネをdだけ縮めた状態でセットされていた。 図のように物体 の切り離し後にこのパネを開放して物体Cを右方向に射出した後、 物体Bの速さ V はい くらになるか｡ 最も適切なものを①~④のうちから一つ選べ。 7 図C 物体 C ②d vo+d√ 2 v₁+√ vo+ d im 17 床 E 000000) 図E Vo +d. Jal [ 3m Vo + d.

（3）です。 解説がなぜそのようなのかがわかりません、 誰か教えてください🙏

Q まとめの問題 図のように摩擦のない水平面と斜面を接続し, 左端にバネ定数kのバ ネを固定し,質量mの小球Pを押しつけてαだけ縮めておく。 小球P を静かに放すと、バネの自然長の位置でバネから離れて,点Bをなめ らかに通過して斜面を上がり, 点 Cから飛び出した。 重力加速度の 大きさをg, 点Cの地表からの高 さをん, 斜面の傾きを45°として 以下の問いに答えよ。 k 自然長… B > C 145⁰ h No.2

バネ定数を求めたのですが、答えの形が違っていました。いまいち有効数字の理解ができていないので、どういった場合に、何桁にするなどを教えていただきたいです！

1.UNg 63. ばねの弾性力自然の長さ 0.200mのばねに, 40N の力を加えて伸ばすと, 長さが 0.240m になった。重力加速度の大きさを9.8m/s° として, 次の各間に答えよ。 (1) ばねのばね定数を求めよ。 (2) ばねに質量 5.0kgの物体をつるすと,ばねの長さはいくらになるか。 のmo.02な 例題8 ヒントばねの弾性力の大きさは, ばねの伸びに比例する。 >大さ

バネの問題で運動方程式は全て立てたのですが、(2)はどれを使って解けばいいのか分かりません。 よろしくお願いします

運動方程式より、 y A:x: maa-kol-lo)+magsino-① y: maa = N-magcoso.② ing B:x:mBa=megsino-k(l-lo) ③ to y: MB Q = N - MB COSO 9..... 学 力学Ⅰ 唄目標時間: 10 分 2 いろいろなカ 物体AとBがばねで結ばれ斜面上にある。 物体Aと斜面の間には摩擦がはたらき、 その静止摩擦係数をμA とする。 物体 B は斜面上を滑らかに移動できるとする。 物体 A の質量を ma[kg] 物体B の質量を m[kg]、重力 加速度の大きさを g[m/s']とし、 ばねの自然長を Io[m]、 バネ定数を k[N/m]とし、 ばねの質量は無視できるとする。 以下の問いに答えよ。 felm] 1240018 >35118 A PASKOTAL ŤASIUM $SÉXOROFESOS 20 B ww ○ (1) 図のように、斜面の傾きが0のとき、 ばねの長さがI[m]となり、物体Aと物体Bが斜面上で静止していた。 物体Aに働く摩擦力と垂直抗力Nを求めよ。 (2) バネの長さを求めよ。 (3) (1) の静止状態から、斜面の傾きを少しづつ増加させた。傾きが 0mのとき、物体Aが動き始めた。 20 M ŠÉstodośn PXAXC8A4 (1) tan 0 m を求めよ。 k(l-lo).