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物理 高校生

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

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物理 高校生

物理の磁気の問題です。 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします

180 第4章 電気と磁気 ★★ **140 【10分・16点】 XXXX 図のように, 自己インダクタンスLのコ イル, 抵抗値Rの電気抵抗, 電気容量 Cの コンデンサーを起電力 E の直流電源に接続 し 回路の特性を調べた。 直流電源およびコ E イルの内部抵抗は無視できるものとする。 0 A (4 R S₁ スイッチ S2 を開いたままで, スイッチ SL を閉じて, 十分に長い時間がたった状態について考える。 問1 コンデンサーに蓄えられた電荷はいくらか。 ①1/23CE ② CE ③ 1/12 CE2 ④ CE2 ⑤/12 LE ⑥ LE コンデンサーを充電し終わった後, スイッチ S を開き, 次にスイッチ S2 を閉じ ると,コンデンサーとコイルから成る電気振動回路ができる。すなわち, 充電され たコンデンサーの電荷はコイルを通し放電され, 振動電流が流れ始める。 ①1月 1 問2 スイッチ S2 を閉 (2 じた時刻を t=0 とす m AAA t るとき, コンデン サーのb点側の電荷 Qの時間変化を表す グラフはどれか。た だし, グラフの縦軸 はQを表すものとす る。また, マイルに 0 流れる電流の時間 WIN 変化を表すグラフは どれか。ただし,電流は a点からb点の向きを正とし, グラフの縦軸はiを表すも のとする。 Q のグラフ 1iのグラフ 2 問3 電気振動の周期はいくらか。 0 T√LC 22 T√LC T√LC 問4 インダクタンスLのコイルに電流Iが流れている場合, このコイルに蓄えら れているエネルギーは 1/12 L12 で与えられる。これを用いて,この回路に流れる振動 1 2T LC 電流の最大値はいくらか。 0 EVE EVEⓇ CE EVE E. ED C a IS₂ mm b IC §ε 図 に、 に時 何と れ (2 2 問3 問4 は ① to

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物理 高校生

高1 物理基礎 自由落下のとき、鉛直下向きってかならず書かないでいけないんですか?鉛直投げ下ろしや投げ上げにはないので疑問に思いました

例題 9 自由落下 がけの上で小球から静かに手をはなした。 手をはなしてから3.0s後に小球は水面に達した。た だし、空気抵抗は無視できるものとし、重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 (1) 静かに手をはなしてから1.0s後の小球の速度を求めよ。 (2) 静かに手をはなしてから 1.0s後の小球の変位を求めよ。 (3) 水面に達したときの小球の速さを求めよ。 (4) 水面からがけの上までの距離を求めよ。 解答 (1) 鉛直下向き 9.8m/s (2) 鉛直下向き 4.9m (3) 29m/s (4) 44m 自由落下の基本プロセス プロセス 0 of.. 解説 (1) 鉛直下向き を正とする 2 y 3 y (m) リード文check 一大きさが無視できる球。 ただし質量はあるとする ②初速度を与えなかった。 vo=0 O Process ○v=0m/s [v[m/s] プロセス 1 正の向きを定め, 文字式で表す 鉛直下向きを正とし, 求める速度を v1 〔m/s] とする。 プロセス 2 自由落下の式を適用する 自由落下の式 「v=gt」より プロセス 3 数値を代入する (2) 求める変位をy 〔m〕 とする。 1 プロセス 1 正の向きを定め, 文字式で表す プロセス 2 自由落下の式を適用する プロセス 3 数値を代入する ひ=9.8×1.0 =9.8 [m/s] 答鉛直下向き 9.8m/s 自由落下の式「y = 1/12912」より y=1/12×9.8×1.0)2 = 4.9 〔m〕 圏 鉛直下向き 4.9m (3) 1 2 3 (4) 1 水面に達したときの速度をv2 〔m/s] と する。 自由落下の式「v=gt」より ひz = 9.8×3.0 3 答 29m/s 水面に達したときの変位をy2 〔m〕 とする 2 自由落下の式「y = 1/29t2」より =29.4 ≒29 [m/s] Hote y2= =1/12/3×9. -×9.8×(3.0)² =44.1 ≒ 44 [m] 水

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