（1）ってどうしてマイナスなんですか？？

9 記述 187 単振り子 長さlの糸の一端を天井に付け,他端に質 量 を鉛直に対し,0だけ傾けた状態で手を放す。 0の大きく なる向きを正とし,重力加速度の大きさをgとする。 468 右図のように糸 のおもりを付けた単振り子がある。 (1) 図の点Aにおいて, おもりにはたらく力の運動方向 の成分を, m, g, 0 で表せ。 (2) 円弧AO をxとし, 0が微小角のとき sin00 の関 係を用いることで, (1) の復元力をm, g, l, x で表せ。 (3) (2)のとき, おもりについて運動方程式をつくり, 単振 動の角振動数,周期をそれぞれ求めよ。 動の心 (4) ガリレオガリレイが発見した｢振り子の等時性」 について、簡潔に説明せよ。 AX x 0

(3)について x=0で腹になるのは何故ですか？

[A] 平面波Aがx軸の正の向きに伝わっている場合を考える。 図1は時刻 t = 0 で の波のようすで,y軸に平行な実線は隣り合う波の山を表している。 平面波Aに よる水面の変位を原点O(0, 0) において” (0, 0, t) とすると,その時間変化は 図2で表され, ZA (0,0,t) = asin sin (2 t) である。ここで, a は振幅, Tは周期である。 (11 入 y (3) T 今 ZA(0, 0, ť) 図 1 (1) 平面波 Aの伝わる速さを求めよ。 (2) 平面波 A による水面の変位を座標 (x, 0) において z(z, 0, t) とする。 ZA (T, 0, t) をとを含む式で表せ。 (3) 平面波 A を完全に反射する壁を=0 (y軸上) に鉛直に立てると,x≧0の 領域には定常波が生じる。 壁が波を自由端反射するとして, ≧0の領域の 軸上で水面が振動しなくなる場所のうち、原点に最も近い位置の座標を求 めよ。 N MA (212QZA(2.0.4)=astinz 図2 -7- (1-7)

加速度が最大になるのは物体が1番下に行ったときではないのですか？物体が1番上のとき加速度はマイナスにならないのですか？

に適当な式または語句・ 176 等速円運動と単振動次 0 を中心とする半径Aの円周上を等速円運動している 時 という。 物体Pがx軸上に投影された運動をア 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t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ゥ,加速 度は円の中心向きに大きさエである。 Qの運動はPの運動をx軸上に投影したものであるか らQの時刻t 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。 キ=x a = ｷ P1 0 W A P P2 (#afor Po Q1 DQ x Q0 Q2 x=オ v = 5 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サである(最大値はシ)。また,Qの振幅はス と表される。

問3で、解答のマーカー部がわかりません。よろしくお願いします。

次に、図1の振動板を取り除き, ついたての隙間をふさぐ。 そして, ついたて から20cm離れた点 A の位置で水面に浮かべた小球を振動数 5.0 Hz で上下に振 動させると,点Aから波長10cmの円形波の水面波が発生した。 十分に時間が 経過すると,水面上には、ついたてに入射する波とついたてで反射した波が弱め 合う点を連ねた曲線が現れた。 図3中の実線(-) と破線 (-----) は,点Aを 中心に広がる波の、ある瞬間の隣り合う山と谷の波面をそれぞれ表している。た だし、波がついたてで反射する際に波の振幅および位相は変わらないものとする。 また、水面で発生した波は正弦波と考えてよいものとし、水槽内での波の減衰や 水槽の壁面での反射は無視して考えるものとする。 水面波 ① 1 ⑤ 5 ------ 2 ------ 66 ついたて 図 3 B 10 問3 ついたてに垂直で点Aを通る直線がついたてと交わる点をBとし (図 3), 水面上に波が弱め合う点を連ねた曲線が現れているときを考える。 点Aと 点Bの間を通る弱め合う点を連ねた曲線の本数として最も適当なものを 次の①~⑧のうちから一つ選べ。 ただし、 弱め合う点を連ねた曲線が点A または点Bを通る場合には,それらの曲線は除いて考えるものとする。 17 本 20cm n ③3 Ⓒ7 15 44

mが負になることってあるのでしょうか？

1 見えない 図のように、充分広く深さが一様な水槽の水面上に xy平面を定め, 距離だけ離れた点A に2つの波を置いた。 の波を発生させ、2つの波が常に弱めあう点を連ねた線 (節線)の模様を観察した。 回 円形波 **B 長 (1) 筋線上の点をP(x,y) とするとき,。 この2つの波源を同じ振動数、 同じ振幅、 同じ位相で振動させ、 波源 (3) d=3.6才であるとき, 生じる節線の本数は全部で何本か. (2) d=2.2人であるとき, 生じる節線の本数は全部で何本か. A x,yの満たす条件を求めよ。 ただし、整数mを用いて表せ. y d 1 波源 波B X

振幅を求めるとき、何故sinが無くなってcosだけになるのでしょうか？ また、固定端反射のときのＹ2がマイナスの値になっているのは、固定端反射の反射波が入射波の逆位相になるからですか？

波の式を使った定常波の表し方 原点での波の式 y = A sin 27t xでの入射波: xでの反射波: 振幅について: 1 腹の位置 270 COS ひ y合 x To: = J₁ + J₂ = A sin 1² (1-2) + Asin 07/1² (1-22-2) 27c T レーx ひ 1₁ = Asin ²7²(t-1) L-x v F₂: A sin 27² ( t - 21-x) ひ レーx= = = mã 2A cos = ² ( x ) [m 2 ご 2= L - 22 入 2 A sin ²7 (t-1) cos 2π (1-2) ②節の位置 27C T 2πt 244-1/-2/+ma 入 z T Cos 27/² (1-²2-) = 0 L-x ひ ==//=+m/ (m=0.1.2.3) L-x= 12/2(1/12/2 tm) x = L - /^/^~^ ( — + m) Te ③固定端反射のときの注意点 y₁ = Asin 2/7² (t-7²) Y₁ = - Asin #² (t-1-7) y=y+yz = -2A Sin ²7/1² (+ - = ²) x sin ²1 (5²) T

P-xグラフをy-xグラフに変換する時の方法を教えて欲しいです。 (1)から全てわからないです。 特に(3)のt6がダメな理由も特に教えて欲しいです おねがいします！

p-x 図について (例5)図1(上)のように原点Oにスピーカーを置き、一定の振幅 で、一定の振動数fの音波をx軸の正の向きに連続的に発生させる。 空気の圧力変化に反応する小さなマイクロホンを複数用いて、x軸上 の各点での圧力』の時間変化を測定する。 ある時刻において、x軸上の点P 付近の空気の圧力をxの関数と して調べたところ、図1 (下) のようになった。 ここで音波が存在し ないときの大気の圧力をpo とする。 圧力が最大値をとる x = x か ら、次の最大値をとる x = x, までを 8等分し、 X,, X2,...X, と順に定め る。 (1) x, ~ X の中で、x軸の正の向きに空気が最も大きく変位している 位置はどこか。 (2) x, ~ X の中で、x軸の正の向きに空気が最も速く動いている位置 はどこか。 (3) の中で、x軸の正の向きに空気が最も大きく変位している時 刻はいつか。 ス 低圧、疎 →x ⁰ スピーカー (1) x6 (2) x8 (3) t2.4/1 Þ Poss xox1 X2 次に、点P で空気の圧力 』 の時間変化を調べたところ、図2のグラフになった。 圧力 p が最大値をとる t=tから、次の最大値をとる t = tg までを8等分し、有った･･･ちと順に定める。 ansfor 点P付近の拡大図 図 1 The day aft ts ta ts poss to titz 図2

正弦波の問題です。 πがなぜでてくるのかと〰️のy0の式がどうしてこうなるのか教えてください。

云わり方 ⓓ89. 正弦波の式 3分 x軸の正の向きに速さ2m/sで 進む正弦波がある。 図はx=0 における, 変位y [m]と時刻 t [s]の関係を表している。位置 x [m] における, 時刻 t[s] で の変位y[m〕を表す式として最も適当なものを,次の ① ~ ⑧ のうちから1つ選べ。 © y=0.2 sin{r(t + + )} 2 ⑤ y=0.2sin {2x(t+2x)} 変位y[m〕 0.2. . ① y=0.2sin{z(t+2x)} ② y=0.2sin{z(t-2x)} のとき、2 -0.2- mo 0.5 0. Ⓒy=0.2 sin{(t-1)} mo a. 28 m 2.01 y=0.2sinπ ⑥ y=0.2sin{2z(t-2x)}の距離にあ ⑦ y=0.2sin{2x(t+1/2)} ⑧ y=0.2sin{2x(t-005 12 3 A 14 Ando. 5 時刻 t[s] A SH 問 [2016 本試]

物理、鉛直ばね振り子の質問です。 問2の下から5行目の波線部の意味がわかりません。教えてください。

必51. 鉛直ばね振り子 0 6分 図のように, ばね定数がそれぞれ ka, kB の2つの軽いばね A, B の一端を質量mの小球につなぎ, A の他端 を天井に, B の他端を床に, ばねが鉛直になるように固定した。 2つの ばねの自然の長さの和は,床から天井までの高さに等しいものとする。 重力加速度の大きさをg とする。 問1 小球が静止しているとき, ばねAの自然の長さからの伸びはい くらか。次の①~⑥のうちから正しいものを1つ選べ。 ① ② ③ mg KA+kB mg KA mg kA-kB mg_ KA mg kB-KA mg kA+kB KA+KB KA-kB kB-KA ⑤ 6 M PA mg mg mg LED 問2 その後, ばねBを突然取り除いたところ、小球は上下方向に単振動を始めた。 振動の振幅はい ち 石式 くらか。次の①~⑥のうちから正しいものを1つ選べ。 KA mg (1) ① ② (3) 2 (k^+kB) mg 問3 単振動の周期はいくらか。 次の①~⑥のうちから正しいものを1つ選べ。 (1) (2) 3 27. ⑤ 2. mgk B ka(ka+kB) m g ④ ④ 2π mgka kB (kA+KB) = (N+8)S\ m V kA+kB ⑤ m KA el l l l l l l l l l l l l l UHON Aps B ⑥ ⑥ 2π m ・V ka-kB 53. イ つ選 E 数 mg 2(KA-kB) に 7 020 [1988 追試 改]

写真は波の強め合い(弱め合い)について説明しているものです。青線部に書いてあることが丸々わからないです。どういうことか詳しく解説おねがいします。

Q&A ○図を見ると山と山が重なっていない点にも強め合いの線が描かれていますね。 右の図で細い線は少し時間がたったときの 波面。山の重なりはP'へ移っているね。 そ のうちPには谷と谷がさしかかることにな る。 強め合いの線に沿って見ていくとデコボ コしてるわけだ。 一方,弱め合い線上での変位はどこも 0 で水面はじっとしているんだよ。 V 干渉 強め合いの位置というのはいつも山と山が重なってじっとしているわけでは ないんだよ。 時間を追ってみると谷と谷が重なることもあり, 振幅 2A でバタ バタ激しく動いている点なんだ。 強め合いの線 S2を中心と して広がる 一方,弱め合いは波源が山のときAに谷がいれば よい｡ S2 の山とAの谷がやがてPで出合って打ち 消すことになる。 S が山, A が谷となるためには S.A が 12/12 あるいは12/23m²であればいいね。 133 P' Sを中心と して広がる 「波紋が広がるイメージ をもって見てみよう 条件式の方は考えれば考えるほどわからな くなります。 確かに, n = 5入,r=3入のような位置では, 波源と同じ変位だか ら, 波源が山のとき, 山と山が重なり合います。 でも,. = 5.31,2=3.3 (や はり差は2入で強め合い) となると, いったいどう説明できるんですか? A まず, 波源 S1, S2 が山を出したときを考えよう。 051 MA この2つの山がやがて点Pで出合うわけではない ね。 Pに近いS2 から出た山の方が先にPに着いて しまうからね。 S2 から出た山が出合う相手, それは SとPを結ぶ線上でPA=PS2 となる点Aにいる 波だ。つまり点Aに山がいることが強め合う条件だ。 SとAが同時に山となるためにはSA=m² ほら SAこそ じゃないか。 UKA S₁ 強め合い P これらがPで重なる TEN 弱め合い P A EX S₁ S2 Q なるほど。すると, 波源が逆位相のときは, S. が山を出したとき S2 は谷を 出すと...... そうか! 距離差=m入ならAは山で S2 からの谷と打ち消し合 うし、距離差= (m+12/2) 入ならAは谷で強め合うというわけですね。