物理基礎の音と振動の問題です。解説にある「①÷②から」の意味がわかりません。

ACCESS | 3| 発展問題 138 線密度の異なる糸でできた弦の振動 図 のように,点Bの左右で線密度が異なる糸の一 端をおんさにむすび, 滑車を通して他端におもり をつるした。 AB間, BC間を伝わる波の速さの 比は2:1であり, AB=0.60m,BC=0.40mで ある。振動数 3.0×102Hzのおんさを用いてこの糸を振動させたところ, 点 A, B, C を節とし、7個の腹をもつ定在波ができた。 (1) AB 間, BC間を伝わる波の波長はそれぞれいくらか。 (2) AB間, BC間を伝わる波の速さはそれぞれいくらか。 A 0.6m B 頻出重要 0.4m C (京都工芸繊維大改) [ヒント 138 (1) AB間にn個, BC間に (7-n) 個の腹ができたとする。 AB間, BC間を伝わる波の 振動数は同じ。

こちらの問題についてです。答えは以下の通りなのですが、t=2.25ってどこから出てきたのですか？？教えていただきたいです。

202.パルス波■ 図のように, y 軸方向 に変位をもつパルス波が, 速さ 1.0m/s 発展問題202 y[m〕↑ -4.0 3.0 でx軸の正の向きに進んでいる。 図の時 刻を t=0s とする。 (1) 点Pが振動を始めてから終えるま での時刻は,何sから何sか。 (2) t=0s から点Pが振動を終えるまでの, 点Pの振動のようすをy-tグラフに示せ。 (3) 点Pが振動を始めてから、 最初に点Pの運動の向きが変化する時刻は何sか。 (4) 点Pが振動を始めてから, 点PとQの変位が最初に等しくなる時刻は何sか。 (5) 時刻 t=0s から点Pが振動を終えるまでの, 点Pの振動の速度をv[m/s] として, v-tグラフを描け。 (20. 大阪教育大改) P Q -3.0-2.0 -1.00 1.0 2.0 x[m〕 -3.0

基本例題の㈢の式の、二分の一ｋ（Ｘ−Ｘ0）二乗の意味がよくわかりません。教えてください🙇

- 発展例題 24 ばね振り子の力学的エネルギー。 図のように, 天井に固定された軽いばねに質量mのおも りをつるしたところ, ばねが自然の長さから x だけ伸びた 点0で静止した。 おもりを下に引き, 点0からばねがαだ け伸びた点Aで静かに放した。 重力加速度の大きさをgと する｡ (1) このばねのばね定数はいくらか。 (2) おもりが点Oを通過するときの速さはいくらか。 (3) おもりが達する最高点の,点0からの高さはいくらか。 「考え方] 弾性力と重力による運動力学的エネルギーが保存される。E=K+U=一定 解答 (1) ばね定数をkとすると, 点0 での力のつりあいから, kxo-mg=0 よって,k=mg XCO ...1 (2)点を重力による位置エネルギーの基準とする。 点0でのお もりの速さをひとすると,点A と点 0 での力学的エネルギーは 等しいから, -meat 0+ (−mga) +1¹k (xo+a)² = mv² +0+kx² 3/2 k ①.②から1/2/ka²=1/12m² よって,v=aymm 1, 5. 仕事と力学的エネルギー 57 =a^ A ①③から12/2/ka²/12/2k.xよって、x=a , g Xo (3) 最高点では速さは0になる。最高点の点Oからの高さと すると,点Aと最高点での力学的エネルギーは等しいから, 0+(-mga)+1/12k (x+a)^=0+mgx+1/2/k(x-xa)? ACCESS 3 発展問題 37 仕事と運動エネルギー なめらかな水平面上に静 止する質量mの物体に, 一定の向きに大きさFの力を 2.Fo 加えたところ、物体は力の向きに直線運動をし, F と物 体の移動距離xとの関係は図のようになった。 (1) x=0~xo, x=x0~2xo, x=2x0~3xo, x=3x~4.xCo FA For 0 自然の長さ 200000000年 で Xo A 000000000 [補足] (3) 点Oをおもりの変位 xの原点とし, 鉛直上 向きを正の向きとする。 このとき, 自然の長さ の位置はx=x である。 0<x<xの場合: ばねの伸びは x-x xx の場合: ばねの縮みはx360 ⇒最高点の位置が どちらの場合でも、 弾性力による位置エ ネルギーは k(x-x)² 頻出重要 2x 3.x 4.xo x

おもりが棒と円盤から受ける力の大きさが垂直抗力なのはなぜですか？

40章 力学 発展例題 9 円盤上の円錐振り子 高さHの支柱に, 長さがL, 質量が無視できる細い棒の上 端を固定し、 他端に質量mのおもりをとりつける。 水平でな めらかな円盤上で 支柱を中心として, おもりを角速度ので 回転させる。 棒と支柱の間の角は, 自由に変えられるとする。 重力加速度の大きさをgとして,次の各問に答えよ。 (1) おもりが,棒と円盤から受ける力の大きさを求めよ。 (2) 指針 (1) 地上で静止した観測者には, おもりは,重力, 棒からの力, 円盤からの垂直 抗力を受け,これら3力の合力を向心力として, 水平面内で等速円運動をするように見える。 向 心力 (合力) は円の中心向きとなるので, 棒から は引かれる向きに力を受ける。 この場合の向心 力は,棒から受ける力の水平成分である。 (2) 円盤からはなれる 直前で, おもりが受け る垂直抗力が0となる。 (1) の結果を用いる。 解説 (1) 棒が おもりを引く力を S, 円盤からの垂直抗力を Scose, N. mg S Ssin はなれる直前のを求めよ。 を大きくすると,おもりは円盤からはなれる。 Y H L m METS 発展問題 H 発展例題10 円錐容器内の運動 z軸を中心軸とする頂角20の円錐状の容器がある。 容器の内 細に具の小球があ 容器の底に小さな N, 棒と支柱とのなす角を0とする。円運重力加速 半径をrとすると,r=Lsin0 なので,半 (1) 質点 (2) 質点 向の運動方程式は, mrw²=Ssine (3) この 用いて したがって, S=mLw² また、鉛直方向の力のつりあいから, Scos0+ N-mg=0 (4) 質点 COSO=H/LとSを代入して N を求めると このと N=mg-Scos0=mg-mLw²･HIL 発展 63. 物体の 端に,質量 する。 図の 内で質点王 と糸のなす とし､ 管 m (Lsind) w²=Ssinf = m(g-w²H) (2) (1)のNが0となるωを求めればよい。 4. 円筒 0= m (g—w²H) これから, w= なめ た,質量 置かれ 物体を担 さだけ ばねから 2 H 発展問題 63,

(2)の問題です。 赤線の2πx/16とはどういうことでしょうか？ 自分で調べた結果、 y=Asin2πx／λ というものが出てきましたが、よくわかりません。 y=Asinωtならわかるのですが、、、 ご教授よろしくお願いします。

解説 (1) 図か 波が生じている。 周期 T = 0.40s, 波長 = 2.0m²である。 波の速さをv[m/s] として, 発展例題30 正弦波の式 物理 図のような正弦波が, x=0を波源として, x 軸の正の向きに進行している。 実線の波形から 最初に破線の波形になるまでの時間は, 0.10s であった。 実線の状態を時刻 t=0s とする。 (1) 波の伝わる速さ, 周期, 振動数を求めよ。 (2) t=0sにおける波形を式で示せ。 (3) x=0mの媒質の変位y 〔m〕 , 時刻 t[s] を用いて表せ。 指針 正弦波の波形や, 単振動をする媒質 の変位は,いずれも sin を用いた式で表される。 それぞれの式は、波の波長や周期振動のようす をもとにして考えることができる。 「解説」 (1) 波は 0.10s間に2.0m進んで 2.0 おり,速さは, 0.10 図から, 波長 入=16mなので, 周期Tは, T=1_16 V 20 振動数fは, = 0.80s f: V= = 1 T 1 0.80 =20m/s 1.3Hz LIEKS (2) 図の波形において, 1波長分 (入=16m) はな れた位置どうしでは位相が2ヶ異なり、 t=0の とき,x=0の媒質の変位はy=0 なので,位置 0 -0.20 -= 1.25 2 1 10 -1 -2 y〔m〕 I 2 1/ Y 10 進む向き I 1 エ mo8-04 (1) 発展問題 356 1 20 5 TCX 8 *[m〕 PE TXC x での位相 (sinの角度部分)は,2- x 十 2x 1/6 = 480 と表される。また, x=0から x>0 に向かって まず波の山ができており, 波の振幅が2.0m な ので,求める波形の式は, y=2.0sin- WITH TH (3) 媒質の振動では1周期 (T= 0.80s) 経過する と位相が2ヶ進み, x=0の媒質の変位は,図か ら,t=0のときにy=0 なので、 時刻におけ 0.80 る位相 (sin の角度部分) は, 2- = 2.5t と 表される。また,x=0の媒質は,t=0から微 小時間後に負の向きに動くので、求める変位y TEST y=-2.0sin2.5mt の式は, 139

物理です。写真の赤い部分の30度はどこから分かるのでしょうか？

発展例題43 平行電流がおよぼしあう力 図のように、3本の平行で十分に長い直線状の導線A,B, Cを一辺10cmの正三角形の頂点に, 紙面に垂直に置く。A とBに紙面の表から裏の向きに,Cには逆向きに,いずれも 2.0Aの電流を流す。真空の透磁率を4ヶ×10-7N/A2 とする。 (1) A,B の電流が, Cの位置につくる磁場の向きと強さはい くらか。 Fau (2) 導線Cの長さ 0.50m の部分が受ける, 力の向きと大きさはいくらか。 指針 (1) 右ねじの法則を用いて, A, B の電流がCの位置につくる磁場を図示し, それ らのベクトル和を求める。 磁場の強さは, H=I/(2xr) の式を用いて計算する。 (2) フレミングの左手の法則から力の向きを, F=μIHI の式から力の大きさを求める。 解説 (1) A, B の電流がC F30° HB の位置につくる磁場 HA, は, 右ねじの HB 法則から、 図のように なる。 HA, HB は, そ れぞれ AC, BC と垂直である。 また, A, Bの 電流の大きさは等しく, Cまでの距離も等しい A - AL AA 打 CQ HA &B H I 2.0 2πr 2T X0.10 - 発展問題 524 H=2×HACOS30°=2× ので, Ha=HB である。 合成磁場は図の右 向きとなる。 HA, HB は, HA=HB= 合成磁場の強さH は , = 10 π 10 √3 X π 2 rsa 10cm =6.92×10-N 6.9×10-6N B 10√3 π -[A/m〕 10√3 πC =5.50A/m 5.5A/m (2) フレミングの左手の法則から、導線Cが受 ける力の向きは, AB と垂直であり、図の上 向きとなる。 力の大きさFは, F=μolHl=(4×10m)×2.0× X0.50

物理の波動の問題です。 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします。 なぜ光学距離が一致するのでしょうか？

ヤングの実験 発展例題 34 間隔dの複スリットA, Bに, 垂直に波長の同 位相のレーザー光をあてたところ, スリットからし はなれたスクリーン上に明暗の縞が観察された 次d に、スリットBのスクリーン側を厚さα,屈折率 n(1) の透明な薄膜でおおったところ,スクリー ン中央 (O) の明線の位置がずれた。 中央の明線はど 指針 薄膜中の光の波長は入/n になるが、 光学距離を用いて, 空気中と変わらず波長はと し、薄膜を厚さ na と考える。 中央の明線がずれ た位置を O' とすると, スリットA, B から O'′ ま での光学距離は等しい。 AO' の光学距離は AO', BO' の光学距離は (BO' - a) + na である。 解説 図のように 中央の明線が下向きに x′だけずれた位置 O' になったとする。 この明線 は,A,Bからの光学距離が等しいことによって 生じており, AO'=(BO'-α)+na AO'-BO'=(n-1)a 経路差は, AO'-BO'=dx' / と表されるので, 1 } AI B x' = る(正立の実像)。 ちら側にどれだけずれたか。 0はABの垂直二等分線とスクリーンとの交点であり, d<l, a <1とする。 a n d=(n-1) a (n-1)al d LAS ここでn>1 であり, x'>0となるので, 明線は下側にずれる。 したがって, 明線は下側に (注) BO′ と薄膜は垂直ではないが, alであり, O'は中央付近の明線なので, BO′の薄膜中の部 分にある長さはαと近似できる。 a ● 発展問題 423 n 12 BO'-a 1 (n-1) al d 10′ だけずれる。 章 波動

この問題について詳しく教えてください🙏

発展例題 11 剛体のつりあい 粗い床上に,重さW, 高さα, 幅bの直方体が置かれている。 図の点A,Bは, 直方体の側面に平行で重心を通る断面の点を表 す。 点Aに糸をとりつけ, 水平右向きに大きさTの張力で引いた。 はじめ直方体は静止していたが,Tを徐々に大きくすると,やが て点Bを回転軸として倒れた。 次の各問に答えよ。 (1) 直方体が静止しているとき, 直方体が床から受ける垂直抗力の作用点は, 点Bから 左向きにいくらの距離にあるか。 (2) 直方体が回転し始めるのは, Tがいくらをこえたときか。 861 (3) 床と直方体の間の静止摩擦係数μは、いくらより大きくなければならないか。 指針 垂直抗力の作用点は,T=0のとき に重力の作用線上にある。 Tを大きくすると, 作 用点は徐々に右側にずれていき, やがて底面から 外れたとき, 直方体は点Bを回転軸として倒れる。 解説 al bic b- A (1) 垂直抗力をN, 点 Bからその作用点まで の距離をx, 静止摩擦 力をFとすると,直方 体にはたらく力は図の ようになる。 鉛直方向 の力のつりあいから, a b 5, W22- ら、 W NA F x T B b 2 N=W ...① 点Bのまわりの力のモーメントのつりあいか -Ta-Nx=0 ...② 0=- a 2a x= ■発展問題 137 b A 式 ① を ② に代入して, (2) Tを大きくすると,垂直抗力の作用点は右 側にずれる。 (1) のxが0になるときの張力を T とすると, 張力がこれよりも大きくなると b ・W 倒れるので, T₁=2W 2a (3) 直方体にはたらく水平方向の力のつりあい F=T ...③ から, 直方体がすべらないためには, これに式 ①, ③ を代入して, TSUW これから TがμWをこえると直方体はすべ り始める。 直方体はすべる前に倒れるので, Ub T.<μW -W<μW T₁ b 2 W b T 2 W a B "> T a BRAN F≤UN b 2a

⑵の②の式が−q3になる理由がわからないです。

発展例題42 コンデンサーを含む複雑な回路理 STS TI 図の回路において, Eは内部抵抗が無視できる起電力 9.0 CA Vの電池, R1, R2 はそれぞれ 2.0kΩ, 3.0kΩの抵抗,C1, Co, C3はそれぞれ 1.0μF, 2.0μF, 3.0μFのコンデンサーで ある。はじめ,各コンデンサーに電荷はなかったものとする。 (1) 十分に時間が経過したとき, R」を流れる電流は何mAか。 (8) 各コンデンサーのD側の極板の電荷は何 μC か。 (1) コンデンサーが充電を完了し 指針 ており、抵抗には定常電流が流れる。 (2) 電気量保存の法則から、各コンデンサーに おけるD側の極板の電荷の和は0である。 解説 (1) R1, R2 を流れる定常電流を ELAN. I= 9.0 2.0+3.0 -=1.8mA とすると. (Iの計算では,V/kΩ=mAとなる) (2) 図のように。 各コンデンサーの極板の電荷 を Q1, 92, 93 〔UC〕 とする。 はじめ各コンデンサ の電荷は0なので、 電気量保存の法則から, -9₁-92-93=00 R」 の両端の電圧は,C1, C の電圧の代数和に 等しく, R2 の両端の電圧は,C3, C2 の電圧の イロ 10 A 2.0kΩ +9₁ th CA 1.0 μF 91 SGUT 2.0×1.8= 1.8mA 九値を変化 3.0μF ER 3.0×1.8= + C₁ ACHIE C +93 91 93 1.0 3.0 93, 92 3.0 2.0 93 D 19. 電流 245 KA 発展問題 500 C D E1₁ R2 BUT FE C2 vag 3.0kΩ 92 +92 2.0µF ・B B NE 式 ②③は μC UF となる。 =V 式 ①,②,③から、 g1=4.8μC, Q2=8.4μC, Q3=3.6μC C1: したがって,-4.8μC, C28.4μC, C3-3.6μC ALGT

高校物理基礎です。 ⭐︎の問題が解説を読んでもわからないのでどなたか詳しい解説お願いします！

発展問題 23, 平面運動の速度の合成■ 図のように, 速さ Vで一様 に流れる川幅Lのまっすぐな川を, 静水中を速さ2Vで 進む船が渡ろうとしている。 両岸は, 平行な直線であり, 出発点から,垂直に位置する対岸の点を0とする。 まず, 川岸に垂直な方向へ船首を向けて進んだときについて, 次の各問に答えよ。 川下 (1) 船が岸をはなれてから対岸に到達するまでの時間を求めよ。 (2) 船は破線のように進み, 点Pに到達した。 OP 間の距離を求めよ。 (3) 次に,点に到達するため, 川岸に垂直な方向に対して, 上流に角度の向きに船 首を向けて進んだ。 船が川を横切るのに要する時間を求めよ。 (20. 東北学院大改) 物理 14. 平面運動の相対速度 A君は, 南向きに速さ20m/sで進む電車の中に座っており, Bさんは,線路に対して斜めに交差する道路を走る自動車に乗っている。 A君から見る と, Bさんは, 東向きに速さ 15m/sで遠ざかっていくように見えた。 地面に対するBさ んの速さを求めよ。 [物理 15. 平面運動の相対速度 水平な直線状のレールを, 速さ 5.0m/s で走っている電車内の人が、地面に対して鉛直下向きに降る雨を 見る。 このとき, 雨滴は, 鉛直方向と30°の角をなして落下して いるように見えた。 地面に対する雨滴の落下の速さを求めよ。 30° 思考 16. 運動の解析 表は、斜面に沿ってすべりおりる物体の連続写真から得られた, 位置 [cm] と時刻t[s] との関係を示したものである。 次の各問に答えよ。 (1) 物体の0.1sごとの変位4x[cm] 平均の速度v[cm/s] を計算し、表に記入せよ。 (2) 物体の速度v[cm/s] と時刻t [s] との関係を表すグラフを描け。 (3) 物体の加速度の大きさは何m/sか。 有効数字を2桁として求めよ。 時刻 位置 0.1s ごとの 変位 4x [cm] 平均の速度 [cm/s] v (cm/s)+ t[s] x(cm) 80 0 1.2 60 0.1 4.2 40 0.2 9.1 20 16.1 t(s) 25.1 0 OOO 13 0.3 0.4 V₂ 0.1 0.2 0.3 0.4 エネルギー