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物理 高校生

この問題の(5)がわかりません。 xを振幅とした時、下のような式が成り立つと考えると、 μmg=kx 振幅は、μmg/kとなってしまいます。 しかし答えは、μ(M+m)g/kでした。 なぜでしょうか…?

St A 228.2つの物体の単振動■ 図1のように, ばね定数kの軽いばねの一端を壁に固定し 他端に質量Mの物体Aをつける。 床は水平でなめらかである。 このばねを自然の長さ からαだけ縮めた状態にして, 質量mの物体Bを物体Aに接するように置き, 手で押さ えておく。 手をはなしたときの時刻を t=0 として, その後の物体AとBの運動につい て考える。 次の各問に答えよ。 (1) (1) 物体AとBがはなれる瞬間のばねの伸びはいく らか。 (2) 物体AとBがはなれる時刻を求めよ。 (3) 物体AとBがはなれた後, 物体Bは等速直線運 動をする。 物体Bの速さを求めよ。 (4) 物体AとBがはなれた後, 物体Aは単振動をする。 この単振動の振幅を求めよ。 自然の長さ→ 00000A B 図18 合) 8+ (1) B 00000A 次に、図2のように. 物体BをAの上にのせ. 物体 Aを単振動させる。 物体AとBとの間の静止摩擦係数 をμ,重力加速度の大きさをgとする。 (5) 物体Bが物体Aの上をすべることなく, 物体Aが単振動をするためには, 振幅はい くら以下でなければならないか。 (京都工芸繊維大改) 例題20) 図 図2

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理科 中学生

■ 音 写真の3,4番の問題の解き方を教えてください!

4 音の性質について調べるために,次の実験を行った。 1~4の問いに答えなさい。 図 1 〔実験1] 図1のように, 弦Aの一方の端を壁にねじでしっ かりと固定し, 三角形をした2つの木片と滑車を通 してもう一方の端に物体Pをおもりとしてつるした のち、2つの木片の間の弦の中央をはじいて音を出 し出た音の波形をオシロスコープで観察できるよ うにした。 〔実験2〕 弦Aと物体Pのほかに, 弦Aと同 じ材質でできていて太さが異なる弦B と、物体Pと質量が異なる物体Qも用 意して、表に示したような条件 ①~④ で弦をはじき、出た音のようすを比べ た。図2は、表の条件 ① ではじいたと きに出た音の波形を模式的に表したも のであり,横軸は時間を, 縦軸は振幅を示している。 表の条件①と条件② で弦をはじいたときの音の波形 を比べると、図2の長さXは,条件 ② のときのほう が条件①のときよりも短くなった。 また, 条件②と 条件④で弦をはじいたときの音の波形を比べると, 0.01秒 図2の長さXは条件②のときのほうが条件 ①のとき よりも短くなった。 なお、図2の長さYについては、条件 ①~条件 ④ ですべて同じ であった。 1 下線部の結果から、条件 ② で弦をはじいたときに出た音の高さは、条件① で弦をはじいた ときに出た音の高さと比べてどのようなちがいがあったことがわかるか, 簡単に書きなさい。 2 表の条件①ではじいたときに出た音の振動数は何Hzか,図2から求めなさい。 3 〔実験2]の結果から考えられることを, アーカからすべて選び、その記号を書きなさい。 ア 弦Aは弦Bより細い。 イ 弦Aは弦Bより太い。 23 ② -4- 弦A A 滑車 Q B B ウ物体Pは物体Qより質量が大きい。 オ条件①のときは条件 ② のときより弦を強くはじいた。 カ条件②のときは条件 ④ のときより弦を弱くはじいた。 4 次の まるものをア、イから一つずつ選び, その記号をそれぞれ書きなさい。 表 条件弦物体 2つの木片の間の距離 P 30cm Q P Q - 30cm- ・木片 物体P ねじ、 X 30cm 図 2 30cm 30cm 10 弦A 物体Pは物体Qより質量が小さい。 は,〔実験2〕について, 生徒が先生と交わした会話である。⑩~にあては 生徒: 条件 ①~条件では,どれもちがった音が出て興味深かったです。 先生: そうですね。 〔実験2では弦の太さと弦につるす物体の質量を変えましたが, 2つ の木片を動かしてはじく部分の弦の長さを変えても、出る音は変わってきます。 そ れでは、図1の装置を使って最も低い音を出すにはどうすればいいと思いますか。 生徒: 弦 [アA [B] に物体 ⑥ [ア P イQ〕 をつるして、2つの木片の 間の距離はできるだけⓢ [ア 長く イ短く] すればいいですか。 先生: そのとおりです。 実際にその条件で弦をはじいて確かめてごらんなさい。

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物理 高校生

2番のグラフどうやって書いてるのか教えてください

単振動は,円周上を 回る点と対応させる とわかりやすいね。 (→下の「参考」) 3 正弦波の発生 波源が単 振動をする場合,図5に示す ような波が発生する。 ばいしつ 波源の単振動は周囲の媒質 に伝わり, 各点は波源よりも 遅れて単振動を始める。 その 振幅と周期は,波源の単振動 の振幅と周期に等しい。 つら 振動する媒質の各点を連ね はい た線を波形といい, 同図の wave form ような波形 (平らでない部分) せいげんは をもつ波を正弦波 という。 sinusoidal wave このように, 単振動している 波源からは正弦波が生じる。 P₁ P₁ 図5をもとにして, 時刻 1/27における波 形のグラフをかけ。 P₂ PPPP6P7P8 問2 図5 正弦波の発生 水平に張ったひも の端P を周期Tの単振動と同様に振ると きの波形を 時刻0から8分の1周期ごと に表している。 図の波形 (平らでない部分) ぱいぱんきょくせん のような曲線を正弦曲線という。 一定の速さで円周上を進む とうそくえんうんどう 運動を等速円運動という。 等速円運動と単振動 coloc 78 Loloo 時刻 0 単振動 18 ²T calco T ○ T T G l fellel feelle feelle feeeee fullle Po P₁ P2 P3 P4 P5 P P HIN WITH P 14 TM 5 15 10時間 (周期) T〔s] 波の V= 経 となる。f=1 波の要素 20 c波の表し 波の要素 波形の最も高レ 低い所を谷と 深さ trough しんぶく 振幅に一致す かん amplitude あう山と山の間 ink ニメーション 分の長さ(<) 山や谷が進む速 v=fi [m/s] 波の速さ 振動数 (fr f [Hz] 正弦波 2波のグラフ y-x図という。 る, 時間 t と媒質 (a 問3 時刻 0 変位 y[m〕 プ y[m〕4 0 y [m〕

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