物理基礎の波の話のところで、単振動という言葉がでてきたのですが、どういう意味ですか？？読んでも分からなくて(；；)

(1)は理解できたのですが、(2)(3)は答えを見ても何を言ってるのかがさっぱりわかりません😭教えてください。

KL 量を記 る。 ませ。 る｡ f 181 波の要素と媒質の単振動 図は,x軸の正の向きに速さ v=2.5m/s で進む正弦波の,ある時刻にお ける媒質の変位を表したものである。 2.5 y〔m〕 (1) この波の振幅A,波長入,振動数f,周期Tを [m] 求めよ。 A:2.5m 188 17 ARA =Lom 7-251 T= = = 0.250 =4.0S CY519 (3) この瞬間を時刻 t=0s として, x=5m の点の変 位の時間変化をグラフに表せ。 y〔m〕 := 0.1om =0.25Hz (2) この瞬間、媒質の速さが0になる点はどこか。 また, 媒質の速さがy軸の正の向きに最大になる点はどこか。 x=-10m からx=10mの間のx座標で答えよ。 2.5 2.5 -2.5 2.5m/s -2.5 10 x [m〕 t[s] 61

この問題の解説でなぜプラス（線が引いてあるところ）になるのですか？ どなたか教えて頂けると助かります。

Ⅰ. 次の文の空所 あ 速さを Vとする。 にあてはまる数式を,解答用紙の所定欄にしるせ。ただし、音の 天井 物理 図のようにばね定数kの軽いばねの一端を天井に固定し、もう一端に質量mのスピ ーカーをつないだ。 スピーカーは周波数の音波を発している。 つりあいの位置から真 下に D だけばねを伸ばした位置から静かにスピーカーを離したところ, スピーカーは鉛 直方向に単振動をした。 スピーカーが単振動を始めた時に発した音波が床に達した時刻を t=0 とすると,それ以降スピーカーの真下の床で聞こえる音波の周波数fは, f=あのように時間変化した。 ただし, スピーカーは音波を発していてもい ても同じ単振動をする。 また, D はスピーカーから床までの距離に比べて充分に小さい とする。 スピーカー (75分) 床

(2)がよく分かりません💦 できるだけ詳しく解説お願いしたいです…🙏🏻

応用問題 83 加速中の列車内の単振り子■ 水平でまっすぐなレール上 を一定の加速度αで進む列車がある。 列車の天井から,質量m の小物体を長さlの軽い糸でつるしたところ, 鉛直方向から0傾 いて静止した。重力加速度の大きさを」 とする。 (1) tan の値を求めよ。 (2) この物体を少し後方に引いてはなすと単振動をした。 その周期Tを,0を用いずに 表せ。 ➡81, 82

(3) マーカーの部分の意味がわかりません。 F＝0で、なぜωの式がこれになるんですか？ 解説をお願いします🙇‍♀️

くら以下でなければならないか。 229. 滑車と単振動■ なめらかに回転する軽い定滑車に,軽い糸 をかけ、一端に質量mの小球P. 他端に質量 M (Mm) のおもり Qをつり下げた。次に,Pと床の間を, ばね定数kの軽いばねで 鉛直方向につなぎ, P, Q をつりあいの位置で静止させた。ばね が自然の長さになるときのPの位置を原点 (x=0) として, 鉛直上 向きにx軸をとる。 また、重力加速度の大きさをgとする。 (1) P, Qが静止しているときの, Pの位置を求めよ。 DRUGA (1) の状態からPを引き下げて静かにはなすと, Pは,糸がピン と張った状態を保って単振動をした。 (2)Pが位置にあるときのPの加速度をα, 糸の張力の大きさをTとし,P,Qのそ れぞれの運動方程式を示せ。 ただし, Pは鉛直上向き, Qは鉛直下向きを正とする。 (3) Pの単振動の角振動数を求めよ。 (4) 糸がたるまないためには,Pをはなす位置がいくらよりも上であればよいか。 ヒント HP O+ Matik Sch Q M (立命館大改) 例題20 JSH S&I.

(15) 2枚目の写真のマーカーの部分で、運動方程式がこのようになる理由が分かりません。 上向きの力のMAgsinθを考えないのは何故ですか？ (16) マーカーの部分の式の意味が分かりません。

群馬大-前期 MENO 34 (0< TII Mog sing 台 図3 2021年度 物理 39 Megsin0. ばね (4) ばね定数kを Ma. Mo.f.pdを用いて表せ。 F432 a -fox-Mogy. 小物体Dに接続されていた糸を静かに切断すると, 小物体 D は初速度の 大きさ0で運動を開始し, 鉛直方向に単振動した。 単振動の角振動数をMp, k を用いて表せ。 単振動している小物体Dの振動の中心の,床からの高さを Ma, Mp, dx, 0 を用いて表せ。 小物体Dが単振動している間の、 小物体Dの速さの最大値をMA, KOR Mp, x, g 0 を用いて表せ。 AW

T＝の式ふたつ目の式って2π/wからどうやって求めているんですか？暗記ですか？

● 初期位相が0。 [rad] のとき, 0 = wt+0 となり, x=Asin (wt+0), v=Awcos (wt+00), a=-Aω'sin (wt+0)=-ω'x 2 単振動の復元力と周期 F[N] : 復元力 m[kg]: 質量 変位 〔m〕 の大きさに比例する復元力(振動の中心に戻そうとする力) が物体にはた らくと, その物体は単振動をする。 このときの周期 T〔s], 振動数f[Hz]は, 2π T= =2π @ F=-Kx (運動方程式F=ma=-mw'x から K =mw²) m K 3 ばね振り子の周期 T=2π f= 1 T a m m[kg]: おもりの質量 糖 4 単振り子の周期中 L T=2π g L

この問題に関して質問です。 （ハ）の解説で2行目の式から3行目の式にどうすれば変換できまか？ 教えて頂けると助かります

3 重力波はアインシュタインの一般相対性理論により約100年前に予言された, 空間の伸び縮 みが横波として伝わる現象である。 2016年に重力波の初めての直接検出が報告され,現在では世 界的に観測が行われている｡ その基本的な原理はマイケルソン干渉計によるものである。 図のようなレーザー光源を用いた装置で, 光の干渉を利用して微小な距離変化を測定する。 装 置は、真空中にあるとする。 レーザー光源から出た光の進行方向をx軸の正方向に取る。 レーザー 光源は軸上の<0の位置にある。原点Oに軸に対して45°傾けて設置された厚さがじゅう ぶんに薄いビームスプリッターにより、レーザー光は半分透過し、残りが反射する。 透過した光 はそのままぁ軸上を進み, z=L+Xの位置にある鏡1で全反射する。 一方,原点で反射した 光は軸に垂直な方向に進行する。 この進行方向を軸の正方向に取る。 y軸上を進行した光は、 =L+Yにある鏡2で全反射する。 鏡1と鏡2で反射した光は再び原点0で半分に分けられ、 部がy軸上の負の位置にある点Dの光検出器に入射する。 これにより, AOBOD という経路の光 と, AOCOD という経路の光が干渉し、 検出器で観測される。 レーザー光の波長を入とする。 簡 単のため、 透過や反射による位相の変化はないものとする。 鏡の動きは光速と比較してじゅうぶ んに遅く、 入射する光と反射する光の波長は変化しないとする。 以下の問に答えよ。 (イ) 点Dで光が強め合う条件を,L,X,Y, 入および整数mより必要なものを用いて表せ。 (ロ) 鏡2をY = 0 の位置で固定したまま鏡1を X = 0 の位置から軸上を正の向きに距離 α だけ動かした。 鏡1を動かしている間に点Dで光の干渉を観測したところ、 弱め合いが N回 観測され、移動後は,ちょうど強め合っていた。 ① を L, N, 入より必要なものを用いて表せ。 重力波によって空間の伸び縮みが生じると, x,y 軸方向の光路が時間に依存して変化する。 そ こで鏡1と2が微小な単振動をするモデルを考え, X(t) = Acos (wt), Y (t)= Acos (wt+Φ) と表す。 ただし, A > 0, w ①,0≦2とする。 ここでは重力波のやってくる方向に よって決まる定数である。 (ハ) 光路差が時間によらず0となるとき, 重力波は検出できない。 このときの中の値を答えよ。 (-) 光路差の大きさをf(Φ) sinwt + t + 2/2) | の形に表すと、f(Φ) = K sin0 となる。 ただし, K はによらない正の定数である。 K と 0 を、 それぞれL, 入, A, Φより必要なものを用いて表せ。 (ホ) さまざまなの値に対するf(Φ) の最大値をL,入, A より必要なものを用いて表せ。 (へ) A = 1 x 10-21L, X = 1 × 10-6mのとき, 問 (ホ)の光路差の最大値をレーザー光の波長 入 の 4 x 10-10倍にするには, Lを何km にする必要があるか。 有効数字1桁で答えよ。 実際の重力波干渉計では、図のような装置にさらに鏡を追加してレーザー光を往復させ、 実効 的な光路長を長くする。そのため、実際の装置の大きさは,問(へ)のLの値より小さい。 201 w710-al 532 9 X 3275 6 IT レーザー光源 200 #31 37 エイ 37 L+Y [D 鏡 2 ビームスプリッター 鏡1 = Bª L+X 光検出器 Acasat sma -A sinut eard + Ato sulle Ksmo smot cov? + covul sm f v/ - In 4. JA 27-

単振動の問題です 慣性力が働いているのに初めて衝突するまでの時間が何もない普通の平面の時と同じ時間になるのでしょうか？

(2) 図 1-2 に示すように、水平でなめらかな床の上を動く台車が台車 ある。 台車の床の上には質量 ma[kg]の小物体Aと質量 正の向き 小物体A 小物体B me [kg] (ma>me)の小物体Bが置かれている。 台車の床は 水平でなめらかである。 小物体Aはばね定数k [N/m〕 のばね の一端につながれ ばねの他端は台車の壁に固定されている。 小物体Bは小物体Aの右側に離れて置かれている。 ばねが自然 の長さで、台車と両小物体が静止していたときに力を台車に加 図 1-2 えて、台車を水平右向きに一定の加速度で運動させた。台車の加速度の大きさはα〔m/s'] であった。 小 物体Aが動き出した後で, 小物体Aの台車に対する相対速度がはじめてゼロになったときに小物体Aは小 物体Bに弾性衝突した。 この衝突は台車が等加速度運動を始めた時刻から [ 〔s] 経過したときに起 [[m〕 である。衝突直後の小物体Aの台車に対する 相対速度の大きさは (カ) [m/s)である。 衝突直後からは,衝突直後の台車の速度で台車が等速運動す るように台車に力を加え続けた。 小物体Aと小物体Bが再度衝突する前に、小物体Aの台車に対する相対 速度がゼロになった。このときのばねの伸縮量の大きさは (+) [m] である。 こり、衝突したときのばねの伸縮量の大きさは

どうして⑵（b）で垂直抗力が0以上じゃないと行けないんですか？

-mv² mgr=- = 1/2 m² 2π ゆえに -=2π T= W 2 (1) 重力による位置エネルギーの基準を点Bの高 さとする。点Aと点B間での力学的エネルギー保 存則より よって N=m N=m(g+²) よってv=√2gr [m/s] 速さで等速円運動をする立場で考 えると, 半円筒の中心方向にはたら く力のつりあいより v² N-mg-m- -=0 r ①式を代入して -=T 20 [s] tot N=m (2²-9) よって 式を整理するとv=v²+4gr £₂t_v=√/002²-4gr (m/s) 速さで等速円運動をする立場で 考えると, 半円筒の中心方向には たらく力のつりあいより v² N+mg-m=0 Vo N=m(g+2gz)=m(g+2g)=3mg〔N〕 (2) (a) 重力による位置エネルギーの基準を点Aの高 さとする。 点Aと点C間での力学的エネルギー 保存則より 1 mv²=1/mv²+mgx2r IN P-5g=0 r よってv=√5gr [m/s] 2 ①式を代入して N=m(²-49r-g) = m (-5g) (N) mg mg (b) N≧0であれば, 小球は半円筒を離れずに点 C に達することができる。 したがって, N=0 とな るvの値が,点Cに達することができるような ひ の最小値である。したがって 2 N 13 単振動 (1) (a) x=0.30sin 4.0t と x = Asinwt の係数を比