(5)の単振動、最大の速さについての質問です！解説は理解出来てますが、2枚目にあるように単振動の位置エネルギーで表せないのはなぜですか？

114 力学 38 単振動 水平面内において一定の角速度ので 回転している円板がある。 円板上には, 半径方向にみぞが掘られており、その中 にばね定数k,自然長のばねが置かれ ている。 ばねの一端は中心0に固定され, 他端には質量Mの小球Pがつけられてい る。 Pはみぞの中を滑らかに動け, 0 か つ らPまでの距離rを用いておもりの位置を表す。 いま、円板上で静止 している観測者Aには, Por=ro の点に静止して見えた。 真上から見た図 Level (1), (2)★ (3)~(5)★ Point & Hint W (1) ro をlk, M, ω を用いて表せ。 (2) こうなるために必要な角速度に対する条件を表せ。 次に,Pをみぞに沿って外側に動かし, 点0 からの距離 n の点で静 かにPを放したところ, P はみぞの中で運動を始めた。 (3) Pが位置にあるときAが見る加速度をaとすると, A が書くべ き運動方程式はどのようになるか。 みぞ方向外向きを正とする。 (4) Pの位置を,rの代わりに ro から測ってx=r-ro を用いて表 すと, 運動方程式の右辺の力はLx の形になる。 Lをk, M, ω を 用いて表せ。 (5) Pを放してからばねの長さが最小となるまでの時間, ばねの長さ の最小値,およびAが見るPの最大の速さをk, M, w, ro, n, のう ち必要なものを用いて表せ。 (北海道大) Aにとっては遠心力が現れている。 (2) (1) の答えの形から自然に条件が決まってくる。 (5) (4) の結果からPの運動が確定する。 P the p LECTURE (1) 遠心力と弾性力のつり合いより Mrow²=k(ro-l ... (2)>0より kl Yo= k-Mw² k-Mw² > 0 k w√ M 回転が速過ぎると(ωが大き過ぎると),弾 性力より遠心力がまさり つり合う位置がな くなってしまう。 (3) ばねの伸びは -l と表せるから Ma=Mrw²-k(r-1) (4) 上式に r = ro+x を代入すると ( 38 単振動 •mmmm 自然長 遠心力がかかるから, | ばねは伸びているはず。 ①を用いた 115 遠心力 Mをmと書いてい ないだろうか? 物体上から見たとき 向心 外から見たとき ▷じゃ Ma = M(ro+x)w² − k(ro+x-1) ) =Mxw²2-kx =-(k-Mω²)x ......2 ∴. L=k-Mo² (2)で求めた条件よりLは正の定数であり,②はPがx=0(力のつり合 い位置)を中心として単振動をすることを示している。 (5) ②から単振動の周期Tは M 最大の速さは、 公式 Vmax = Aw より [ro を代入する) より速い Queeeeeeeeeeee- 0 Yo T=2nvk-M²2 2π√ とする誤りが多い。ばね振り子の周期 k が不変となるのは、ばねの力のほかに一定の力 がかかる場合のことである。 遠心力は半径と ともに変わる力である。 ばねの長さが最小となるのは, 内側の端の位置にくるときだから、端か ら端までの時間は半周期。よって, M T= √k-M₁² 振幅Aは上図より, A = n-ro よって, ばねの長さの最小値は ro-A=2ro-n # A 中心 k-Mos² A² = (n-1)√² M

解答に書いてあるvはおかしくないですか？普通vはv＝Aωcosωtではありませんか？ なぜこうなるのか教えてください。

重要例題 12 鉛直ばね振り子 2分 NED ASKET COFF 図のように, ばねにつり下げられたおもりがある。 それを少し引き伸ばしたのち静か Bay に手をはなした。 その後のおもりの運動エネルギーEと時間tの関係を, tを横軸,E を縦軸として表したグラフはどれか。 次の①~ ⑦ のうちから適当なものを1つ選べ。 ① ② 4 VIZE W N. MATUMS (5) ĽK 6 O ⑦ パ O 考え方 おもりは重力とばねから受ける力の合力に よって単振動をする。 単振動の振幅をA, 角振動数 をωとすると, 時刻 t における速度はv=Awsin wt となる。 おもりの質量をmとすると, 運動エネル ギーEはE=12/2mv=12m mv²=1mA²w² sin² wt [1996 追試〕 となる。 よって, 最小値 Emin=0 (sin'wt=0のとき), 最大値 Emax=1/17mA'ω' (sin't=1のとき)の間で 周期的に変化することになる。 解答

この問題ではなぜ物体AとBの運動方程式を考える以外に糸の運動方程式も考えなければならないのですか？ 糸の運動方程式を考えるという発想が出来なく、初見では解けませんでした。教えてください。

10. 糸でつながれた2球の運動 8分 図のように,質量mの2つの小球 A, B に軽い 糸をつけ, 糸の一端Pを大きさFの力で鉛直に引き上げる。重力加速度の大きさをgとする。 問1 PA間の糸の張力の大きさを T1, AB間の糸の張力の大きさを T2 とする。 小球Aの 加速度の大きさを表す式と, T と T2 の関係を表す式の組合せとして正しいものを次 の①~⑥のうちから1つ選べ。 ① ② 3 (4) (5) VA 加速度の大きさa F 2m O F 2m F 2m F 2m +g 2m F 2m +g +g g FO g g ひ T と T2 の関係 T₁=1/T₂ 2 T₁=T₂ 0 T=2T2 T₁=T₂TT 2 T1=T2 #AJT-10333 T=2T2 t natu+1 mix+0800 08.2004 VA 0 B 10:200 104 問2 引き上げている途中で糸をはなした。 その時刻を t=0として,時刻t (t>0) と小球B の速度 v の関係を表すグラフとして最も適当なものを,次の ① ~ ④ のうちから1つ選べ。ただし,鉛直上向 きを速度の正の向きとする。 ① COLO 4 P T, m Vastu-10 184-188000 img 17₂ T2 ng m 7₂ m

2枚の凸レンズの重ね合わせについてですが、なぜ写真のように、仮(虚)光源が2枚目のレンズの向こう側にある時、aをマイナスとして考えるのでしょうか？ (レンズの公式の導出で実像、虚像レンズの凹凸によってbとfの符号が変わる理由は他の動画などで解説されていたので、理解できたので... 続きを読む

前回の問題 その2 光線を発している側 22 23 = 12 より、仮光源の位置を把握する。 1 1 1 +-= 6 1 b 1-6 3 4 b = 6 レンズAからレンズBまで2cmだから 計計により、 a 1 1 + = 光線が抜けている側 仮光源からレンズBまで4cm 1 b II 2-4 b = +2

物理の問題です。写真の(エ)の問題で私はmgx_2=1k(x_2-L)^2/2と考えましたが、解答は写真の通りでした。私の方法では答えを出すのが困難なため3枚目の写真の通りにやるべきなのでしょうか？

183. ゴムひもによる小球の運動 次の文中の□を埋めよ。 図のように,屋根の端に質量の無視できるゴムひもで小球をつな いだ。小球を屋根の位置まで持ち上げてから,落下させたときの運 動を考える。 ゴムひもの自然の長さはL, 小球の質量はmである。 図のように鉛直方向下向きにx軸をとり, 屋根の位置を原点とする。 使用するゴムひもは, 小球の位置xが x≦L のとき, ゆるんだ状態 となり小球に力を及ぼさない。 一方,x>Lのとき, ゴムひもは伸 びて張力がはたらき, ばね定数kのばねとみなせる。小球は鉛直方向にのみ運動し,地 面への衝突はないものとする。 重力加速度の大きさをgとする。 小球を屋根の位置(x=0) から静かにはなして落下させた。x=L の位置での小球の 速さはアである。 小球にはたらく張力の大きさが重力の大きさと等しい瞬間の位 置を x1 とすると, x=イである。 x = x1 での小球の速さは,v=ウであ る。さらに小球は下降し,最下点に到達した後, 上昇した。 最下点の位置を x2 とすると, X2=エである。 また, 最初に x1 を小球が通過してから最下点を経て、再び xx にも どってくるまでに要した時間はオである。 [18 明治大] 175,176 JostiotutEn II Ahi/ t エ 1-412. I/1. 屋根 -0 x

コンデンサーを含む回路で、スイッチを閉じた直後は電荷は不変と言いますが、スイッチを閉じた直後は回路のどこまで電流が流れるのですか？ 一瞬にして全体に流れないのですか？

解答の ばねの伸びであるkx、2kxの力のイメージができません。 説明していただきたいです🙇🙇

42斜面とばね 図のように、質量mのおもりPに, ともに自然の長さがし ばね定数がんと2kの軽いばね の一端を取りつけ、傾きの角が0のなめらかな斜面上に 置いた。次に,それぞれのばねの他端 A,B を,AB間 の長さが 2l となるように斜面に固定した。小球が静止しているとき,AP 間の長さ はいくらか。重力加速度の大きさをgとし,Pの大きさは無視できるとする。 ➡11 13 , 2k k P A00 50000001B 0

この問題の(4)が分かりません。 (3)との違いも教えてくれるとありがたいです、！ おねがいします

(例1) ある媒質中を音波 ( 縦波) が発生している。 その進行 方向をx軸の正方向とす る。図1は、ある瞬間の媒 質の変位を座標x に対して 図示したものである。 図2 はある位置での媒質の変位 時刻t に対して図示した ものである。 以下の問いに 答えよ。 (1) この波の振動数はいくらか。 (2) この波の進む速さはいくらか。 (3) 図1で媒質の密度最大になっているところは x,~X16 の中でどこか。 (2) (3) f= T 0.35 [m] ¥1000 x6x14 (4) totio 図1 xx16 図2 1 4×10 (4) 図2で媒質の密度最大になっている時刻は4~6の中でどこか。 図1の状態から各点の媒質の動きを観測した。 その点の媒質の時間変化は図2となった。t=0のときの 様子が図1に示されているとすると、図2のような時間変化を表す点はx1~X16 のどこにあたるか。 (1) T=4×1035 0 0.25×103 x/x₂ x₂ x₁ x ₂ xx xx xx xx x₁1 X 12 X ₁0 X X 1 X ₁0 0.35 0.70 1.05 1.75 2.10 2.45 2.80m =2.5×1 ×10[Hz] 1.0 0.35×10=350m/s 1.40 Tu t. 2.0 3.0 4.0 7 to tu tu tu t t₁₁ 5.0 6.0 7.0 8.0 (1000s)

問10ってこの解き方であっていますか？？ 答えがなくて困ってます…

p.205 参考 物理 ④抵抗率の温度変化 あまり広くない温度範囲では, 0℃, t〔℃〕のとき の抵抗率をそれぞれpo, p[Ω・m] とすると, p = po (1 + αt) という関 アルファ 係式が成りたつ。 αは温度上昇1K当たりの抵抗率の増加の割合で, 抵抗率の温度係数という。 temperature coefficient of resistivity 問100℃でのアルミニウムの抵抗率は2.5×10 °Ω・mである。 40℃のときのアル ミニウムの抵抗率は, 0℃のときよりどれだけ大きいか。 アルミニウムの抵 抗率の温度係数を4.2×10-3/K とする。 [4.2×10-Ωm]

もはや全て分かりません。 ほんとに危機感じてます 特に問題4~8がわからないです。 お願いします🙇‍♀️

(6) 質量を無視できるビーカーに質量M、密度の水を入れ、 水の中に体積、質量mのおもりを糸につるして入れた。 重力加速度をgとする。 1. おもりにかかる、次の力を書きこみなさい ①重力 ②糸がおもりを引くカ 2. 張力を求めよ。 ③浮力 おもりにかかるつり合いより(上向き正) T+pvg-mg= T=mg-pug [] 3.浮力とは何が何を押す力か。また、どちら向きに押す力か。 物体を上から押すやと物体を下から押す力の差が 物体を押す力、上向き 4. 上の1の作用反作用を考えた時、 重力の反作用は 「おもりが地球を引く力」 糸がおもりを引く力の反作用は 「おもりが糸を引く力」 ですが、 浮力の反作用は何か。 また、どちら向きにかかる力か。 おもりが水を押すか、 FES. 5. 浮力を問題文にある記号を使って答えよ。 pVg ENJ 6. おもりが水を押す力を問題文にある記号を使って答えよ。 7. (ビーカーの中の) 水にかかる力を書きこみなさい。 (上の6の力を忘れずに) 8. ビーカーの底が水を押す力の大きさを求めよ。 svg+ tung 13 NO4