なぜ右向きを正に運動方程式を立てるのかがわかりません 左に動くのになぜ左向きが正ではないのでしょうか？

(1) 図1のように質量の無視できるばねを鉛直につり下げる. 鉛直下向きを正としてy軸をと りばねが自然長であるときのばねの先端を原点とする. 大きさの無視できる質量mの物 体をばねの先端にとりつけると、位置y=I1-a で物体に働く重力とばねの復元方がつ り合い,物体は静止した.ただし,ばね定数を重力加速度の大きさを9とする。物体を下 方に引いて静かに手を離すと, 物体はy軸方向に y を中心とする単振動をはじめた.物体の 座標をy, 加速度をαy とすると, 運動方程式は I1-b と書ける. (2)次に図2のように、摩擦のある水平面上でばね定数kのばねの一端を固定し、他端に質量 mの物体をとりつける.物体の運動方向にx軸をとり ばねが自然長であるときの物体の位 置を原点Oにとる. 物体と水平面との間の静止摩擦係数!!.動摩擦係数は定数とする. こ こでは、物体の速さが0となるときは、物体に働く摩擦力として、最大で静止摩擦係数を用い た摩擦力が働くものとする. 位置x (0) まで物体を引いて静かに手を放すと, 物体はxがあ る値d以下のときには動かず,dより大きいときには滑り出した. dは I 2 と表される. 物体を位置xo(>d)まで引いて, 時刻 t = 0に静かに手を放すと物体は動き出し,位置 (0)ではじめて速さが0となった. この間の物体の運動方程式は、 物体の座標をx, 加速 度をα とすると. I3-a と書ける.この方程式を(1)の場合と比較すると, この運動は, I3-b を中心とする単振動である. x1 は x を用いて14-a と表される.x で物 体が静止し続けるためのxの最大値 Xは 14-b である. xc= 以下では,x > Xとする. 物体はx から再び動き出し, x2 ( d) で再び速さが0となっ また、この間の物体の運動方程式は I5-a と書け, x2 は x を用いて I5-b と表され る.その後,物体は再度 x2 から動き出したが, x(<0) で速さが0となり再び動き出すこと はなかった. 力学的エネルギーの変化が動摩擦力の行った仕事に等しいことを利用すると,x3 に達するまでに物体が運動した全行程の長さは, x0 と x3 を用いて 16-a と表すことがで きる。 物体の位置と時刻との関係をグラフで表すと図3の 16-b のようになる.

この(2)が理解できません。

12:22 8月28日 (水) お気に入り登録 思考 2023 セミナー p.17 14 07:39 38.6% 結果の入力 基本問題340 初挑戦 18.6% 月一日 340. yーxグラフとy-tグラフ y[m]↑ 図1y[m] 図2 0.20 0.20 x軸の正の向きに伝わる正弦波がある。 2.0 0.10 図1は時刻 t = 0 の波形, 図2はある 1.00 x[m] 0.05 t(s) 位置における媒質の時間変化を表して 0.20 -0.20 いる。 (1) 波が伝わる速さは何m/s か。 92% (2) 図2で表される振動をしている位置は,図1のどこか。 0≦x≦2.0mの範囲で答えよ。 解説を見る (2) 図2から, 時刻0 で媒質の変位が0, 時刻 0から 微小時間が経過すると,媒質の変位yの向きは正の 向きとなっている。 図1において, 微小時間が経過 したときの波形を描くと, 図のようになる。 変位y が0で、y軸の正の向きに速度をもっているのは, x=1.0mの位置であることがわかる。 y〔m〕↑ 0.20 2.0 1.0 x[m] -0.20

物理の問題の解答です 観測者に近づくと振動数は実際よりも高く聞こえる理由を教えて頂きたいです

観測者に,実際の振動数より高く聞こえ るようにするには、観測者に近づくよう に動かせばよい。 すなわち, 左向き。 すなわち,左向き。

(4)が分かりません。丁寧な解説をお願いします m(_ _)m

実 基礎問 51 斜め方向のドップラー効果 者の前を,振動数 fo の音波を発する音源を備 えた超高速列車が,直線軌道を音速Vより遅 い速さで通過していく場合を考える。点Pと 図のように,点Pの位置に静止している観測 音源 0 観測者 物理 軌道 軌道までの距離を1として,以下の問いに答えよ。 (1)音源と点Pを結ぶ直線と列車の進行方向とのなす角度が0の地点で音 源が発した音波を観測者が観測したところ,その振動数はfであった。f をfo, V, vおよび日を用いて表せ。 (2) 観測者が観測した音波の振動数fの角度0(0°≧≦180°)に対する変化 のグラフを描け。 縦軸を振動数fとし, グラフの特徴を表すfの値を記せ。 (3) 12V である場合に,音源が観測者の正面(点0の位置)で発した音 2 波を観測者が受けた瞬間に,観測者はその受けた音波と同じ振動数たの 音波を送り返した。 f をfo を用いて表せ。 (4)(3)で観測者が送った音波は, 音源が点0から距離だけ離れた点Rの位 置に達したときに音源に届いた。 距離をlを用いて表せ。 斜め方向のミー (岐阜大)

物理の単振動の質問です。（2）の加速度の向きが、図だと外向きになっているのですが、原点O（中心向き）になると考えていたので、わからなくなりました。なぜそう書くのですか？教えてほしいです🙇

68 地球トンネル [難易度] 図のように、地表面の2点A, B と地球の 中心を通るまっすぐなトンネルを掘る。 地球を半径R の一様な球とし,地表面での 重力加速度の大きさをgとする。また,地球 内部で中心Oから距離xの点Pにある物体 が地球から受ける万有引力は,中心0から 半径xの球内にある質量が,中心に集中 していると考えたときの引力に等しいことが 数学的にわかっている。 空気の抵抗や摩擦は 無視して,次の問いに答えよ。 や 図 B A R (1) 質量 m の物体を点Aから静かに落とした。 点P において, 物体にはたらく力 はいくらか。ただし,を原点OAの向きにx軸をとる。 (2)その後、物体はどのような運動をするか。 ただし, 物体が座標 xにあるとき の加速度をαとする。

(4)なぜガラス板の中での光の速度のAD方向の成分の大きさが解説のようになるのですか

実戦 基礎問 56 光ファイバー B 物理 C 屈折率nのガラスでできた平板が空 気中に置かれている。 平板の断面 ABCD は長方形であり, AD=1とする。 図のように,スリットSを通して面 ABCD に平行な光を平板の端面に入射 角iで入射する。 真空中の光の速さをcとし, 空気の屈折率を1として,次 の問いに答えよ。 (1) 平板の左端面ABに入射した光の屈折角をとして, sinr を n, iを用 いて表せ。 (2)平板内に進んだ光が平板の下面で全反射を起こすためには、入射角は どのような条件を満たさなければならないか。 入射角と屈折率nの間に 成り立つ条件式を示せ。 (3) 入射角がいかなる値をとっても平板内に進んだ光が平板の下面から外 に出ないためには,屈折率nの値はどのような範囲になければならないか (4)(2)の条件が満たされる場合, 平板に入射した光は,図に示すように、平 板の下面と上面で交互に全反射を繰り返しながら平板の内部を進み, 反対 側の端面に達する。 このようにして, 光が辺 AB から辺 CD に到達する。 に要する時間を求めよ。 (首都大

(3)の三枚目の写真のR’-Rの式がよく分かりません

At t であ 物理 問題Ⅱ 図1のような長さL. 断面積 S, 抵抗値Rの抵抗体 X を考える。この抵抗体Xの左 右の端に大きさVの電圧をかけたとき、抵抗体Xの内部には一様な電場(電界) が生じ るものとする。 自由電子は電場から力を受けて一定の加速度で運動し、抵抗体X内の イオンなどと衝突し、 いったん静止する。 この衝突が一定の時間間隔で繰り返し起こ ると仮定すると、 自由電子の速さは時刻に対して図2のように変化する。 自由電子1個 の質量を電気量e (e>0) 抵抗体Xの単位体積に含まれる自由電子の個数を とする。 S 抵抗体 X 図 1 L 設問(1) 以下の文章が正しい記述になるように, (あ~か)に入る適切な数式をL.S.V. em,n, Tのうち必要なものを用いて表せ。 ( 抵抗体 Xの内部に生じる電場の強さは の大きさは (あ) なので,自由電子の加速度 であり自由電子の平均の速さは (う) 一方、この抵抗体Xの断面を時間の間に通過する自由電子の数は xv4t なので、この抵抗体 X を流れる電流の大きさは したがって, 抵抗体 X の抵抗率は (カ) となる。 である。 (え) (お) xvとなる。 この抵抗体 X に力を加えると,長さはL+4L (4L>0) になり, 断面積はS-AS (4S>0) になった。 この変形において、抵抗体 X の抵抗率は変化しないものとする。 ただし, LAL, S4Sとし, 1>|x|のとき (1+x)=1+pxの近似式を用い,また,微 小量どうしの積を無視するものとする。 設問(2) 抵抗体 X の長さがL+4L, 断面積がS-4Sのときの抵抗値R' を R, L, 4L, S, 4S を用いて表せ。 設問(3) 力が加わり変形しても抵抗体 X の体積が変化しないものとして, R'-R を R, L, 4L を用いて表せ。 速さ ・時刻 T 2T 3T 図2

(か)を求める時にふたつの時間を使うのがどうしてか分かりません。 ＊1個前の投稿に他の問題の回答の写真もあります

次に,音波のドップラー効果について考える。 壁 音源 U vto 観測者 図1 図1のように,水平右向きにx軸を取り、原点に音をよく反射する壁を鉛直に固定 する。壁のすぐ右側に振動数fの音源を置く。観測者はx=Lの位置で静止しており, 音源から出た音を観測する。以下では,音源から+x方向に出た音を直接音,音源から -x方向に出て,壁で反射された音を反射音と表す。音速をVとし,風は吹いていない ものとする。 公 人 音源は時刻 0から速さで+x方向に等速度運動し,時刻 t のとき,位置 x=vto (uto <L) に達し, そこで静止する。 時刻 to から時刻 2t0 まで音源は静止し, 時刻 2to か ら速さで-x方向に等速度運動する。そして、時刻 3to のとき,原点に達し,その 後, 音源は静止し続ける。 音源は速さで動いているときだけ振動数手の音を出し, 静 止しているときは音を出さないものとする。 また, 音源は小さく, 時刻 0での壁との距 離は無視してよい。

(5)がよく分かりません

次に,音波のドップラー効果について考える。 壁 音源 U V vto 観測者 図 1 図1のように,水平右向きにx軸を取り、原点Oに音をよく反射する壁を鉛直に固定 する。壁のすぐ右側に振動数fの音源を置く。観測者はx=Lの位置で静止しており, 音源から出た音を観測する。以下では,音源から+x方向に出た音を直接音,音源から -x方向に出て,壁で反射された音を反射音と表す。音速をVとし,風は吹いていない ものとする。 音源は時刻 0から速さで+x方向に等速度運動し,時刻to のとき,位置x=vto (uto<L) に達し, そこで静止する。 時刻 to から時刻 2t0 まで音源は静止し,時刻 2to か ら速さで-x方向に等速度運動する。 そして、時刻 3to のとき,原点に達し,その 後,音源は静止し続ける。 音源は速さで動いているときだけ振動数の音を出し, 静 止しているときは音を出さないものとする。 また、音源は小さく, 時刻 0での壁との距 離は無視してよい。

セの問題なんですけど周期の表し方がわからなくてなんでT＝2π/ωとT＝2π√m/kの２つがあるんですか 円運動の時は前者で表して単振動の時は後者で表すかなと思っていたんですけどこの問題単振動なのに前者で表していてわかりません教えてください 定数が問題文に書いてある時は後者を... 続きを読む

坐 71 等速円運動と単振動 次のに適当な式または語句を入れよ。 P1 ① Q P 0を中心とする半径Aの円周上を等速円運動している 物体Pがx軸上に投影された運動をアという。 時 刻 t=0のとき. Pが図のP。 から角速度で等速円運 動を始めるとき,時間の回転角∠POP。 はイで あり,Pの速度は円の接線方向で大きさはウ 加速 度は円の中心向きに大きさ である。 Qの運動はPの運動をx軸上に投影したものであるか Qの時刻における変位 x, 速度v, 加速度 αは次 のように表すことができる。 x=オ 1= カ a= = =ク x 0.5 (1) ねりをい (4) I Po 7 な か Q P2 と したがって、Qの速さが最大なのは図の点ケであり(最大値はコ) 加速度の大 きさが最大なのは図の点 である(最大値はシ)。また,Qの振幅はス FR MARCON 周期はセと表される。 #