Question

プリン(っ ॑꒳ ॑c)ﾝﾏｯ!!

この線で引いた部分は張力Tと常に釣り合ってますよね？

教科書で調べると、振れ角が小さい振り子の運動は単振動とみなせ,その周期
の理論式には重力加速度の大きさも関わることがわかった。 そのことを確認する
ためには, 重力加速度の大きさが異なるいくつかの地点で実験する必要がある。
水平な面となす角度めのなめらかな斜面上で振り子をつくり, Φを変えて振り
そこで、教室内で同様の効果を得ることができる実験方法として, 図4のように,
子の周期を測定する実験を考えてみた。
「軽くて伸び縮みしない糸の一端を斜面上に固定し,糸の他端に小球を取り付け
る。そして、糸がたるまないように, 小球が静止しているときの糸の方向から糸
が 5°の角度をなす位置まで斜面上で小球を持ち上げて静かにはなし,斜面上で
振らせて振り子の周期を測定することをを変えて行う。空気抵抗は無視でき,
振り子の運動は単振動とみなせるものとし、重力加速度の大きさをg とする。
斜面
-5°
Te
小球
水平な面
L
図 4
hgrinde
n
問3 次の文章中の空欄 ア
も適当なものを,後の①~⑧のうちから一つ選べ。
に入れる式と数値の組合せとして最
22
重力加速度の斜面に平行な方向の成分の大きさは
ア である。 Φ=90°
として振らせた振り子の周期を T90, Φ=30° として振らせた振り子の周期を
L
T30
T30 とすると, T90
イ
となるはずである。
ア
イ
① ②
④
⑥
gsino gsino gsino gsino gcoso gcoso gcoso gcoso
1-2
12
12
√2
2
12
1
2

じである
で、
問2
でも同
(b)は正しく、(c)は誤りである。」
21 正解 ②
から30℃の範囲では, 振り子の周期は一定といえない。 よっ
加速度の
振幅やお
である。
探究
図3の各グラフでを結んで直線または曲線を描くと, 縦軸に T, 横軸に√Lをとっ
たグラフと,縦軸にT℃, 横軸にLをとったグラフが原点を通る直線のグラフとなる
ことがわかる。 よって, TはLに比例することが推定される。
問3
22 正解 ③
ア
重力加速度は鉛直下向きである。 重力加速度の斜面に平行な方向の成分の大
きさは gsinである。
イ 小球には、重力,斜面からの垂直抗力,糸が引く力(糸の張力)がはたらく。
このうち、重力と斜面からの垂直抗力は小球がどの位置にあってもそれぞれ大きさ・
向きともに一定であり、重力の斜面に垂直な方向の成分と垂直抗力はつり合っている
から、重力と垂直抗力の合力は重力の斜面に平行な方向の成分と等しくなる。小球の
質量を とすると,図アのように,小球には常に大きさ mgsinΦの力が斜面に平行で
下向きにはたらく。そのため,斜面上での振り子は,小球にはたらく重力の大きさが
mgsinΦとなった場合の振り子(重力加速度の大きさが gsinØとなった場合の振り子)
として考えればよい。
水平な面と角度をなす斜面上での振り子の周期Tは,重力加速度の大きさを
gin とみなした場合の振り子の周期であると考えて、振り子の周期の式より,
T=2π
L
gsin
この式より,=90°として振らせた振り子の周期 T90, Φ=30°として振らせた振り
子の周期 T30 はそれぞれ,
公式
振り
振り子
T
T:
L:
g:
BB
L
L
T90=2
T30=2π
gsin 90°
gsin 30°
これらの式より
L
2π
T30
T90
gsin 30°
sin 90°
L
sin 30°
2π
gsin 90°
|1|1|2
==
2
垂直抗力
mg sing
mg図ア
A

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

mui

そうです！