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物理 高校生

問2のイの問題で、周期が2分の1になる理由がわかりません。考え方を教えて欲しいです🙇‍♀️

㊙ 50. 水平ばね振り子 06分 ばね定数kの軽いばねの一端に質 量 m の小物体を取り付け,あらい水平面上に置き、ばねの他端を 壁に取り付けた。 図のようにx軸をとり, ばねが自然の長さのとき の小物体の位置を原点とする。 ただし, 重力加速度の大きさをg, 小物体と水平面の間の静止摩擦 係数を μ,動摩擦係数をμ'′ とする。 また, 小物体はx軸方向にのみ運動するものとする。 問1 小物体を位置xで静かにはなしたとき, 小物体が静止したままであるような位置の最大値 "kx = julg XM を表す式として正しいものを,次の ① ~ ⑦ のうちから1つ選べ。 J = 2= wiz. μmg_ Jumg_ 2μmg μ'mg μ'mg ② (3) 2μmg_ k ④0 (5) 6 ⑦ 2k 2k k k ① 問2 次の文章中の空欄 ア イに入れる式の組合せとして正しいものを,下の①~ ⑧ のうちから 01つ選べ。 問1の XM より右側で小物体を静かにはなすと, 小物体は動き始め、次に速度が0となったのは時 間が経過したときであった。 この間に, 小物体にはたらく力の水平成分 F は, 小物体の位置を x とするとF=-k(x-ア) と表される。 この力は,小物体に位置ア を中心とする単振動を生 じさせる力と同じである。 このことから, 時間は イとわかる。 イ イ F-- 1 (2-2) 水 ① (2 [③ 4 ア μ'mg 2k μ'mg 2k μ'mg 2k μ'mg 2k π m √ k 2π π 2π m V k k m k V m [⑤] ⑥ ⑦ 8 ア μ'mg k μ'mg k μ'mg k μ'mg k m T√ k m V k 2π π 2π k m k m kx. k o o o o o o o m ×29 t₁ = 2² My [2018 本試]

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物理 高校生

物理 問1の(b)についてですが、てっきり加速度aは左向きだと思っていたのですが反対みたいで…なぜ右向きか説明お願いします🙇🏻‍♀️

26 広げたと 摩擦面上での単振動 図のように、摩擦のある水平な床の上に質量mの小さな物体Aを置き,自 然長Lで軽いばねの一端を取り付ける。 ばねの他端はばねが水平となるように, 壁に固定する。 また, 図のようにx軸をとり, ばねが自然長にあるときのA の位置をx=0 とする。 A をx (0<x<L) の位置まで移動し, 時刻 t = 0 において静かに手をはなした。 このとき, Ax軸の負の向きに動き出し, 時 刻 t = t に座標x の位置まで達したところで運動の向きを反転し,x軸の正の 向きに動き始めた。 その後, A は座標x-1 (n≧3) の位置で (n-1) 回目の 反転を行い,時刻 t = tm において座標x = x の位置で静止した。ばね定数をk として,重力加速度の大きさをgとする。 また, Aと床の間の静止摩擦係数を μ動摩擦係数をμ' とする。 Voを入 解答目標時間:10 分 ーる。 は鉛直方向 方向の運動 問1 次の文章の空欄 (a)~(f) に適切な式を入れよ。 ただし, (e)はk, Xo, X1, (f)はμ', m, g, Xo, x1 を用いよ。 「Aと床の間には摩擦力が働くため, 手を離したときにAが動き出すた めには、x であることが必要である。 Aの加速度をaとすると, (a) 時刻 t = 0 からt=までの間のAの運動方程式はma=bであり, この間のAの運動はx=(c)を中心とする単振動の場合と同じである ことがわかる。したがって, x = (d) となる。 また, A とばねがもつ 力学的エネルギーは, Aがx からxまで移動する間に (e) だけ変化し, (e) は、この移動の間に摩擦力がAに対してする仕事 (f) に等しい。」 力求めよ。 の位置xと時刻t の関係を図示せよ。 ついて, A が静止する時刻を求めよ。

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