(1)についてです。 運動量が保存され、重心の速度が一定だということまでは理解できました。 しかし、(M+m)Vgだけで全体の運動量になる理由がわかりません。 ここでどうして各小球の運動量は考えなくて良いのでしょうか？ 御回答よろしくお願い致します。

[知識] 237. ばねの両端につけられた物体の運動 k 水平面上に, なめらかな溝をもつ直線のレー M 0000000000000000 ルがある。 この溝の中に, 質量 Mmの小球A, Bを置き, 両者をばね定数んのばねでつないだ。 A B m ある瞬間に, Aに大きさの右向きの速度を与えると,その後, AとBは, 振動しなが ら全体として右向きに進んでいく。 次の各問に答えよ。 (1) AとBをまとめて1つの物体とみなしたとき、 その重心の速度の大きさを求めよ。 (2) 重心から見たBの運動は単振動になる。 その周期を求めよ。 (3) 重心から見たBの単振動の振幅を求めよ。

(2)(3)についてです。 この二つの問題は単振動のエネルギーの考え方で解いても大丈夫でしょうか？ 御回答よろしくお願い致します。

基本例題31 単振動の式 図のように, 質量 1.0kgの物体が, 原点Oを中心と して, x軸上で振幅5.0mの単振動をしている。 基本問題 224 225 226 227 Q P x=3.0mの点Pにあるとき、 物体は12Nの力を受け ているとする。 -0.50 O 3.0 x[m] (1) 単振動の角振動数と周期を求めよ。 (2)物体が点Pにあるとき、 その速さはいくらか。 (3) 振動の中心を通過するとき、物体の速さはいくらか。 (4) 物体がx=-0.50mの点Qにあるときの加速度を求めよ。 (5) 物体の加速度の大きさの最大値はいくらか。 sin' wt+cos'wt=1から, coswt=± @ 点Pでの速さは, 指針 単振動の基本式を用いて計算する。 (1) 運動方程式 「F=-mwx」 から角振動数 を求め, 「T=2π/w」 から周期を計算する。 (2)(3) x=Asinwt」 を用いて sinwt を求め, coswt を計算し、 速度を示す式 「v=Awcoswt」 から算出する。 また, 振動の中心では速さが最 大になる。 (4)(5) 「a=ω'x」 を用いる。 加速度の大きさ が最大となるのは,振動の両端である。 -12=-1.0×w2×3.0 解説 (1) 運動方程式 「F=-mw'x」 に, 点Pでの値を代入すると, w²=4.0 w=2.0 rad/s 周期は, T=- 2π 2π w 2.0 ==3.14 3.1s (2) 変位xを表す式 「x=Asinwt」 から, 3.0=5.0sinwt sinot = 3/ 5 4 v=|Awcoswt|=5.0×2.0× =8.0m/s 5 (3) 振動の中心では,物体の速さが最大になる。 v=Aw=5.0×2.0=10m/s (4) 加速度と変位の関係式 「a=-ω'x」 を用い と, a=-2.02×(-0.50)=2.0m/s2 右向きに 2.0m/s2 (5) 振動の両端で加速度の大きさが最大となる。 a=Aω²=5.0×2.02=20m/s2 Point 単振動の特徴 単振動において,振動の中心では,速さが最大. 加速度および復元力の大きさが0となる。また, 振動の両端では,速さが0. 加速度および復元 力の大きさが最大となる。

単振動についてです。 重心から見ると重心より左のAの部分の単振動と右側のBの部分の単振動に分けて考えられる、とありますが、これはなぜでしょうか？ また、この一連の運動を静止した観測者が見た場合はどのように運動するのでしょうか？(問題文中にAとBは振動しながら右向きに進む、... 続きを読む

[知識 237. ばねのにつけられた物体の運動 v k 水平面上に, なめらかな溝をもつ直線のレー ルがある。 この溝の中に,質量M, mの小球A, Bを置き, 両者をばね定数んのばねでつないだ。 M 0000000000000000 A B m ある瞬間に, Aに大きさの右向きの速度を与えると,その後, AとBは, 振動しなが ら全体として右向きに進んでいく。 次の各問に答えよ。 (1) AとBをまとめて1つの物体とみなしたとき,その重心の速度の大きさを求めよ。 (2) 重心から見たBの運動は単振動になる。 その周期を求めよ。 (3) 重心から見たBの単振動の振幅を求めよ。

解き方から分かりません😭

85. ばねの両端につけられた物体の運動 知識 k 水平面上に、 なめらかな溝をもつ直線のレー M 0000000000000000 ルがある。 この溝の中に、 質量Mmの小球A、 Bを置き、 両者をばね定数kのばねでつないだ。 A レー B m 第Ⅰ章 ある瞬間に、 Aに大きさの右向きの速度を与えると、 その後、 AとBは、振動しなが ら全体として右向きに進んでいく。次の各問に答えよ。卵白を (1) AとBをまとめて1つの物体とみなしたとき、 その重心の速度の大きさを求めよ。 (2) 重心から見たBの運動は単振動になる。 その周期を求めよ。 (3) 重心から見たBの単振動の振幅を求めよ。 知識 86.微小振動なめらかな水平面上での RA m S S 質点の微小振動を考える。 図のように、距 離LだけはなれたAB間に、 弾性のある糸 を大きさSの張力で張り、 その中央に 質 A 量の質点をとりつける。 この質点を 0 L 学 0 B AB を結ぶ線と垂直な方向に、 わずかにずらしてはなすことによって、 水平面上で質点 の微小振動をさせる。 この微小振動の周期 T を求めよ。 重力、 摩擦力の影響は無視して、 必要があれば、 0が十分に小さい場合の近似式、 sin0≒tanを用いてよい。 (千葉大 改)

(5)についてです。 ハイライトした部分は単振動の運動方程式なのにも関わらずkc の符号は負になっていないのでしょうか？ 御回答よろしくお願い致します。

235.2つの物体の単振動 図1のように、ばね定数々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。 自 (1) 物体AとBがはなれる瞬間のばねの伸びはいく らか。 トー自然の長さ→ mak A B (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。 00000 図 1 (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。 B 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。 00000 A 図2 (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

解説お願いします🙏

5.Aさんは、電流が磁界から受ける力について調べるために、次のような実験を行っ た。 これらの実験とその結果について、あとの問いに答えなさい。 ただし、電子てん びんの測定の機能は磁界の影響を受けないものとする。 [実験 1 ] 図1 図1のように、直流電源 スイッチ、 抵抗器 電 流計、コイルをつなぎ、 コイルを電子てんびんの上 にのせ、コイルの真上にN極を下にした磁石を固定 した。 回路に流れる電流の大きさを変えながら、電 コイルー 子てんびんの示す値を調べた。 表は、 その結果をま 直流電源 磁石 スイッチ とめたものである。 電子! 抵抗器 てんびん 〈電流計 表 f 電流の大きさ [mA] 0 50 100 150 200 電子てんびんの示す値 [g] 10.80 11.64 12.48 13.32 14.16 [実験2] 図2のように、プラスチック製のコップの底にはりつけたコイルを交流電源につない で交流を流し、磁石を近づけたところ、コイルを流れる電流が磁石のつくる磁界からカ を受けてコイルが振動し、その振動がコップに伝わって音が出た。 このとき、 交流電源 にオシロスコープをつないで表示した交流の波形と、コップから出た音を図2のように マイクロホンで拾ってオシロスコープで表示した音の波形はそれぞれ、図3、図4のよ うになった。 図2 プラスチック製 のコップ コイル 電圧 マイクロホン 交流電源へ 磁石 振幅 時間 一 時間 図3 交流の波形 図4 音の波形

弦の固有振動における、「弦を伝わる横波」という言葉がなかなかピンと来ません。どういった状態のことを言っていますか？

なぜ325の（3）と326の（2）でそれぞれ解き方が違うのですか？

325 正弦波の式と位相図は、x軸の正の向き に速さ2.0m/sで進む正弦波の, 時刻 t = 0s にお [m]波の進む向き 1.2 ---- ける媒質の変位y [m] と位置x [m]の関係を表すグ 0 0.20 0.40 0.60 10.80 -1.2 ラフである。 (1)この波の周期を求めよ。 (2)グラフ x=0mの媒質の変位y[m]と時刻t[s]の関係を表すグラフをかけ。 (3) 時刻t[s] における, x=0mの媒質の変位y[m] を表す式を求めよ。 (4) 時刻 t〔s〕における, 位置 x[m〕の媒質の変位y[m]を表す式を求めよ。 例題 75 ヒント (3) (2)でかいたグラフをもとに,正弦波の式の初期位相を求める。 326 負の向きに進む波 x軸の負の向きに進 む正弦波がある。 図の実線は時刻 t = 0sの波形で ある。 この 0.20 秒後にはAの位置の谷がA' の 位置まで移動し, 波形は破線のようになった。 (1) この波の速さと周期を求めよ。 Fatty1 [m] 波の進む向き 0.50 1.53.0 4.5 6.02 -0.50 T A'A (2)時刻 t [s] における, x=0mの媒質の変位 y[m] を表す式を求めよ。 (3)時刻 t[s]における, 位置 x[m]の媒質の変位y 〔m〕 を表す式を求め上。

これらの問題の25(答え③)、26(答え④)が分かりません。どのような状況でどうしてその答えになるのか教えて欲しいです🙏

第4問 次の文章を読み,後の問い (問1~5)に答えよ。(配点 25) 図1のように, 十分に広い水面上に xy座標をとり, 原点0とx軸上の点P (d, 0) の水面に点波源を置く。 二つの波源を同じ周期, 同じ振幅,同じ位相で振動 させる。このとき生じる波の波長は12/24であり,波の減衰は考えないものとする。 0 図1 d P18 h

これはどこが違いますか？自分は自然長の位置を基準としたつもりですが、合っていますか？物体を離す位置ってAですか？教えてください。あとこんなことしなくても±cosと±sinの型を判断できる方法を教えてほしいです。

84 力学 47 (4) mx=-box+mg = - b (x- m²) No) = m² + d. MC)= 0 X- 第=Bsincot+Cooscot w= Xc= M=Bwcoswt-Cusin wt c=d B:0 x=dwswt+=dcos 大+ 解 (1) kl=mg ・・・ ① より 1=mg (2) Miss ばねの力はkx というわけで F=mg-kx 非常に多い答えだ。 ばねの力は自然長からの伸び縮みで決まる! いまの場合、 ばねの伸びは1+x F=mg-k(l+x)=-kx 0000000000 VI いろいろな運動 85 振幅が分かったということは運動の範囲が分かったことでもある。その点が 意外に見落とされている。 k(1+x) (3) 最大の速さは振動中心で, Fax = Ato=das =¿²=d√ mg このように、力のつり合い位置から中心が分かり、放した位置が端になっ て振幅が分かる。 すると、 運動の範囲。 最大の速さが決まってくる 呼吸をつかんでおくこと。 の ------2 ①を用いたことに注意。 つり合い位置からずれた状態を 扱うとき,いつもつり合い式が陰になって活躍してくれる。 (3)②こそ単振動を保証している。 K=kのケースで T=2 772 ばね振り子の周期は床から立てても, 滑らかな斜面上に置いても変わらない。 斜面の場合なら Immmm (4)xとの関係をグラフにするのが先決。 右のように曲線は Cos型と読み取れて kt x=d coset=dcosym 「型」が決まれば, 三角関数の中身はet d sin にこだわると初期位相にわずらわされる。 軸を上向きにし て描けば型が確定 ①がkl=mg sin 6 ②がF=mgsin0-k(l+x)=-kx 要するに, つり合い位置からxだけずれたとき, ばねの力のみが kx だけ変わる。それが合力 (復元力)として働くことによる。 ちょっと一 Ex2でPの加速度が0になる位置は? とか、加速度が上向き で最大になる位置は? と尋ねられたら・・・・ p80の知識を利用してもよいが, md=Fより加速度のこと は力に聞け"というわけで, 力(合力) が 0 になる位置それはカ のつり合い位置で点。 また, 復元力が上向きで最大となるのは点 Aと即答できる。 EX24 前間で, ばねの自然長をL, Pを放した点をA (x=d) とし,放した時を t=0とする。 次の量を 求めよ。 0での伸びを用いてよい。 (1) 0 に戻るまでの時間 (2) ばねの長さの最小値 k 00000000020 (3)最大の速さ (4) 時刻 t でのPの座標x A+ ズ 解 (1) 放したときのPの速度は0, つまりAは単振 動の端となる。 一方, 0は力のつり合い位置だか ら振動中心である。 端と中心を結ぶ時間は T/A Tπm 4 2√ k (2)Aと中心Oの距離dは振幅である。 よって Pは0より上にdまで上がれる。 それがばねが 最小の長さになるときで +l-d つり合い位置 は振動中心 d 0-中心 振幅 A- 放した点は端 97 Ex で P を自然長位置で放したとすると, ばねの最大の長さはいくらになる か。 それまでにかかる時間はどれだけか。 また、Pの最大の速さはいくらか。 Jerk, m, gで答えよ。 98/質量mのおもりをつり合い位置 からdだけずらし放したときの, 振動の周期と最大の速さをそれぞ れ求めよ。 k, 2k はばね定数。 合 ばね定数を用いてよい。 図b km 2k 図a 99" 滑らかな水平面上で, ばね定数kのばねの両 端に質量mの等しい2球を取り付け、左右に 引っぱって同時に放す。 振動の周期を求めよ。 00000000 772 m