物理
高校生
解決済み

単振動の問題(3)です
四角で囲んだ部分(2枚目)がどの公式を使ってるか分からないので教えてくださいm(_ _)m

2₁ [Q] X [リード C 第9章 単振動 91 10.20m M D o 00000000000000-1 173. 水平ばね振り子 ばね定数 8.0N/m の軽いつる巻き ばねをなめらかな水平面上に置き, 一端を固定し、他端に質量 0.50kgの小球をとりつける。 ばねが自然の長さから 0.20m 伸びた状態になるまで小球 を移動させてから静かにはなすと, 小球は単振動をする。 次の値を求めよ。 (1) 振幅 A 〔m〕 (2) 周期T 〔s] (3) 小球の速さの最大値vo 〔m/s] (4) 小球がばねから受ける力の大きさの最大値 F〔N〕 例題 38, 187,188
ここがポイント 173 ばね振り子ではつりあいの位置が振動の中心である。 したがって, 水平ばね振り子の場合に が自然の長さとなる位置が振動の中心である。 小球の速さの最大値 vo は, 等速円運動の速さ 解答 (1) 初めの小球の位置が振動の端で, ばねが自然の長さとなる位置が振動 の中心である。 よって, A = 0.20m m (2)ばね振り子の周期の式 「T=2π √ k 0.50 J 1\ 2π 16 4.0 2×3.14 T=2π√8.0 = 2π₁ 4.0 (3) 小球の速さの最大値は, 「v最大=Aw」より 2 vo=Aw=A²7 =0.20×2× 24.0 2π [M *0 (2) $ より mj *=1.57≒1.6s 1 0.80m/s T (4) 小球にはたらく力の大きさの最大値は,振動の端 (初めの位置) のとき にはたらく力の大きさである。 よって 「F=kx」 より F=8.0×0.20=1.6N² ① 別解 速さ るのは, 振動中心 然の長さ) を通る 力学的エネルギー 0+1=RA² = 12 m n k Vo = A√ 12 m =0. =0.20×4.0= 2 別解 加速 は a = Aw² であ Fo=mAw²=mA から求めることも

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