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物理 高校生

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A 2k k 200 (物体 P 図1 位置Pで物体にはたらく A の弾性力の大きさ, およびAの弾性力による位置エネルギーを表す式を書く と,アとなる. 次に、 物体を手で水平に引いて, 位置PからAの自然の長さからの伸びが2x0 となる位置P'まで床面上 をゆっくりと移動させた。物体を位置Pから位置まで移動させる間に手が物体にした仕事はイとな る。 自然の長さ A k 図 2 床面 thik 床面 次に、図2のようにばね定数 2kの軽いばねBを水平でなめらかな床面上に置いて, B の左端を鉛直な壁 面に固定する。 B の右端に床面上に置いた A の左端をつなぎ, さらに床面上に置いた質量mの物体をAの 右端に取り付ける。 図2のように、物体を手で水平に引いて A の自然の長さからの伸びが となる位置Q まで床面上をゆっくりと移動させた。 図1で物体が位置Pにあるときに手が物体を水平に引く力の大きさをFとすると、図2で物体が位置Q にあるときにAがBの右端を引く力の大きさは F を用いて, ウと表される。 図2で物体が位置Qにあるとき, B の自然の長さからの伸びは, エロ を用いて表すと エである。よっ て, AとB 全体の自然の長さからの伸び X は, X = 10 + オ となる。また、このとき, 物体がAを引く力の大きさをk, so を用いて表すと カ である。 これらのことか ら、図2のようにつながれたAとBを1本のばねとみなしたときのばね定数は, k を用いて表すと あると考えることができる。 キで 図2で位置Qにある物体から静かに手をはなすと, 物体は壁面に向かって運動しはじめた。 A,Bがとも に自然の長さになる位置を通過するときの物体の速さはm, k, so を用いて表すと, クとなる。

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数学 高校生

数B 空間ベクトル 下の問題がわかりません。指針のところからわからないです。無知ですみません。 教えてください。よろしくお願いします。

重要 例題 77 球面のベクトル方程式 00000 空間において,点A(0, 6, 0) を中心とする半径3の球面上を動く点Qを考える。 更に, 原点を0,線分 OQ の中点をPとし, 点A, Q, P の位置ベクトルをそれ ぞれag, p とする。 このとき, 点Pが満たすベクトル方程式を求めよ。 また, 点P(x,y,z)が描く 図形の方程式をx, y, z を用いて表せ。 [類 立命館大] 基本 39. p.494 基本事項 [4] [1] [2] 指針 球面のベクトル方程式 [1] ||=r 中心C(c), 半径r [2] (-a) (-6)=0 2点A(a), B() が直径の両端 これは,平面で円を表すベクトル方程式と 同じ形である。 そこで, p.442 基本例題 39 と同じ要領で、 いずれかの形を導く。 解答 点Qは,点Aを中心とする半径3の球面上の点であるから, l-al=3 を満たす。 また,線分 OQ の中点がPであるから,i=2127 すなわち i=2D である。 よって |2p-a|=3 ! ゆえに, 点Pが満たすベクトル方程式は よって, 点Pは,中心 (0, 3,0), 半径 22 の球面上にある。 ゆえに,点Pが描く図形の方程式はx+(y-3)+2=1/ S OQの中点 ( 2 3 u 2'2'2 よって s=2x, t=2y, u=2z これらを①に代入して (2x)²+(2y-6)²+(22)² =3² ゆえに x²+(y-3)¹+2¹= AZ ·P [参考] [点Pが描く図形の方程式を, 数学Ⅱの軌跡の考え方で求める (数学ⅡI例題108 参照)] 点Qの座標を (s, t, u) とする。 <s, t, u はつぎの文字。 点Qは,点Aを中心とする半径3の球面上の点であるから s'+(t-6)'+u²=32 ...... 0 が点Pと一致するから 2=x, 1/2=y, 1/2 u =2 b B つなぎの文字 s, tu を消 去する。 練習 点Oを原点とする座標空間において, A(5, 4, 2) とする。 |③77 OP-20A・OP+36=0 を満たす点P(x,y, z) の集合はどのような図形を表す か。 また, その方程式をx, y, zを用いて表せ。 [類 静岡大]

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物理 高校生

物理の力学バネの問題が出来ません。答えを教えていただきたいです。

1 (50点) 図のように、糸の両端にともに質量mのおもりA,Bをつなぎ,さらにおもりAをばね定数kのばねにつないで鉛 直につるす。次の設問に答えよ。ただし,ばねおよび糸の質量は無視できるものとし,糸は伸び縮みしないものとする。 また,重力加速度の大きさはgとする。 (1) 図のつりあいの位置でのばねの伸びを求めよ。 (1 2mg_ k mg 2k (2) m mg_ k (3) この単振動の周期を求めよ。 ① 2π√2k mg_ ① d≧ 2k (2) (3) 2π (2) d≧ (2) つりあいの位置でのおもりBの位置を原点とし、鉛直下向きを正としてx軸をとる。 つり合いの位置からおもりB を下向きにdだけ引き下げて静かにはなすと, 糸はたるむことなくA,Bは上下に単振動した。 位置 xにあるときの 加速度を鉛直下向きを正としてα, 糸の張力の大きさをSとして, A, B についての運動方程式をそれぞれ求めよ。 (1) ma = mg + S - kx (2) ma=S-mg-kx (3 ma=S-mg 4 ma=mg-S (5 2ma=mg + S-kx 6 2ma = mg + S 7 2ma=2mg-kx m k 0- mg_ k g 2k 2m 32 k 3 d≧ (5) 2mg k k A (4) 糸をたるませないで振動させるには,最初に与えるdの値はどの範囲でなければならないか。 ⑤ dsmg k B 4 k k k © 27√ √ TM © 2T √ TH ④ 2π 5 2π V 2m m 2g k d≦ mg_ 2k 6 6 27 √2h 2k 2π m d≤ 2mg k

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