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物理 高校生

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

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理科 中学生

(3)についておしえてください!

5 光や音について調べる実験を行った。 あとの問いに答えなさい。 <実験1> 図1のように、透明な直方体の厚いガラスを通して鉛筆を観察した。 図2は、図1を真上から見た模式図で ある。ガラスの前面から鉛筆を見ると, ガラスごしに見える部分は,直接見える部分とずれて見えることがあ った。また、側面からガラスごしに見ると、 どの位置からも鉛筆は見えなかった。 <実験2> 図3のように、モノコードの中央にコマを置き, コマと弦が接する点をPとして,PQ間をはじいた。その ときの音の振動を、オシロスコープを用いて調べたところ、図4のような波形が表示された。次に, 弦のはじ く強さ, PQ間の長さ, 弦の張り方、弦の太さを変えて、音の波形の変化を調べた。 図 1 図2 図3 前 ガラス 「鉛筆 側面 前面 ア イ 側面 エ ガラス 鉛筆 図 4 振幅 ア 0 WA イ 時間 [s] H 弦 0.006 Q (1) 〈実験1>で,前面から見たとき, 鉛筆がずれて見えたのは, 光のある現象によるものである。 光のある現 象を何というか, 書きなさい。 (2) <実験1> , 鉛筆から矢印の方向に進んだ光は, ガラス中ではどの方向に進むか。 図2のア~エから1つ 選び, 記号を書きなさい。 (3) <実験1>で,側面から見たとき, 鉛筆が見えなかったのはなぜか、書きなさい。 (4) 〈実験2> で, 図4の波形より,この音の振動数は何Hz か, 求めなさい。 (5) <実験2> で, PQ間を強くはじいたとき, 波形のようすはどうであったか。 また, コマを動かし、図3の PQ間を短くしてはじいたとき, 波形のようすはどうであったか。 次のア~エからそれぞれ1つ選び,記号を 書きなさい。 ただし, 縦軸 横軸の1目盛りの値は、図4と同じである。 ア イ MA Un MA 6) <実験2>で、弦の張り方を強くしたときのようすについて正しく説明したものを、次のア~エから1つ選 び, 記号を書きなさい。 ア 振動数が少なくなり, 音が高くなる。 ウ 振動数が多くなり, 音が高くなる。 イ振動数が少なくなり, 音が低くなる。 エ 振動数が多くなり, 音が低くなる。 <実験2>で、弦の太さを細いものに変えた。このとき,図4と同じ高さの音を出すためには,コマを中央 から図3のア,イのどちら動かして,PQ間をはじけばよいか, 記号を書きなさい。

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