位置を2回微分すると、加速度になるんですか？

1OROY m m 0 0 9(t) 図1 単調和振動子。 復元力 F はF= ーky(t) であるとする.ここでk>0はバネ定数と呼ばれる与 えられた物理量である. ニュートンの法則(カ=質量× 加速度) を適用すると, ーky(t) =D my" (t) が得られる。ただしy" という記号でyのtに関する 2階導関数を表すものとす る。c= Vk/m とおくと, この2階常微分方程式は g"(t) +c9(t) =D0 となる。方程式(1) の一般解は, a, b を任意定数として 9(t) = a cos ct+bsinct により与えられる。明らかに, この形の関数はすべて方程式 (1) の解になってい る。そしてこの形の解のみがこの微分方程式の 2回微分可能な解になっている。 その証明の概略は練習6で述べる。 上述の y(t) を表す式のなかで, cは与えられた定数であるが, a, bはどのよ うな実数でもかまわない. この方程式の特別な解を決める場合, 二つの未知定数 a, b を考慮に入れた二つの初期条件を課さねばならない. たとえば物体の最初の 位置 y(0) と初期速度 y/'(0) が与えられれば, 物理的な問題の解は一意的となり, y(0) sin ct 9(t) = y(0) cos ct + C により与えられる. 容易にわかることであるが, ある定数 A>0と φERで, a cos ct + bsin ct = Acos (ct - 4) をみたすものが存在する. 上に述べた物理的な解釈に基づいて, A= Va? +6? をこの運動の「振幅」 cを「固有振動数」 (aを「位相| (これは ?Tの整数倍

バネの復元力 Ｆ は Ｆ=-ky(t) となるのですが何故ですか？（kはバネ定数とする）

「より、角φの単振動の周期は」のところの途中式が分かりません😭どなたか分かる方いらっしゃいますか？？ お願いします‼️😭😭😭

原理 まう 4し科ブンクこAAブッ 内 mil、長さLImlの針金の上端を固定し、 下端に力を加え下映面を角ゅだけねじる 場合を考える。 中心軸から距離テヶとヶ + の の面に囲まれた円筒の上端は動かず、下端は距 離7の だけ回転する。 7 > 7あぁとすれば、この円箇部分のずれ角は 6 = rゅ/1 で与えられる。 剛 性率をヶとすると、 ずれが大きくない場合、応力 (単位面積当たりのカ) は げ = 7 = 77の/7 で与えられ、 針金下端で働く偶力のモーメントは R* W = 上 Gの・ 2rrdr =マー の uz となる: ねじれ振り子では針金のギ茶だ慣梓モメント了 の召を取り付けでポきな角度のねじり 振動をさせる。 針金の慣性モーメントは無視できるものとして、 このときの運動方程式は dのの 7 [ Ozが 直り。 角 の の単弧動の周期は ~芝のの 27 7N三277 /

この問題の(1)、(2)を自分で解いたのですが、合っているかどうか自信がないので、解いてくれませんか？ 自分の解答も貼っておきます

【問題3] 相対運動+単振り子 単振動する支点に吊るされた単振り子を考える。 右図のように、長さんの単振り子の支点が x 軸上を運動し、その座標が Xa(ひ= Xo sin(o ので表される とする。おもりの質量をとし、また、系の鉛直方向からの振れ角をのとして、以下の設問に答えよ。 [振り子の運動を記述する水平方向と鉛直方向の運動方程式を書け。 I2] のが小さいとして、運動方程式を解き、の () を求めよ。 EB] 2]の答えから、「その運動はどのような運動でもるか」を説明せよ。 oO

次の微分方程式の一般解の求め方を教えてください。 d^2y/dt^2+ω^2・(y-y0)=0 ω、y0は定数。 解き方が分かりません。よろしくお願いします

277(5)キです。 黄色の下線のところが分からないです。

の向きに進んでるs ー Q) 4三0 のとき, 変位が ッニ0 で, >軸の負の向きに振動しょうとしている点を原点 (0) として, 各点の変位のようすをグラフに表せ。 ー(⑫) /デ1.50 s のときの, 各点の変位のようすを(1)のグラフに重ね, 破線で表せ。 ノン (3) *三0 の点の時刻 7【s] における姿位 ym] を表す式をつくれ。 ピノ ⑲⑳ 任意の点々(Um) の, 時刻 7【s] における変位 ym〕 を表す式をつくれ。 『例題55 良司 277. 正弦波の式と定在波 (定常波)人@ 図におい 》1 て, 原点0 の媒質は変位 ッー4sin 人 で表され ーー る単振動をし。 その振動がャ軸の正の向きに伝わっ 4 守 | ていく涼(平面波)を考える。4 〔m〕 は振幅, 7〔s〕 は周期, 7【s〕 は時間である。この平面波は距離[m〕 の所で, 同位相で反射する。 平 面渋は媒質中を速度 ヵ[m/s] で減衰せずに伝わり, また反射による減衰はないものとす る。次の問いの 内に適当な式または数値を入れよ。 2 sino+sin8ニ2sinそさとcos が を用いてもよい。 (1) この平面波の波長4〔m] は7とゥにより [| 7で |と表せる。 (2⑫) 原点0 を発した平面波は原点Oより距離x[m〕 (0<xくア) 離れた点P に遅れて到達 する。 平面波の速度はのゅであるから, 遅れの時間は? とzより[ |と表せる。 し たがって, 点Pでの変位 ヵ〔m〕 は =[ ウ | と表せる。 (3) 原点0から距離んの所で反射して点Pに達した平面波 (反射波)はさらに遅れる。遅 れの時間は/, のと*より[エ |と表せる。 反射波は同位相で反射する と仮定して いるので, 点Pでの変位 y [m〕 は =| オ | と表せる。 (4) 点P の変位 x [m〕 は原点から直接到達 した平面波の変位 y』 と反射濾の変位 yy の和 で求められる。 を積の形に書き直すと %三| カ となる。 @) (0より. 時間によらず変位しない位置があることがわかる。とが4に等しいとき, こ の位置は0一間に[ キキ ]点ある。 原点0に近い点の座標をんによ り表すと 【央牌大 改) 2 と2の ダ 、 K 277. (の @⑫ 時刻 における点P の振動は, 原点0の振動より 遅れている。

わからないのでお願いします🙇‍♂️

1. 二つの単振動 x」 = 3sin (の, z。 = 4cos (7) がある. (8) x。 を 4sin(rf の の形に書きかえよ. (b) テニ 3sin (0) 4cos (r0) を直接計算し,

単振動の運動方程式の問題です。1dがわかりません。ヒントとして、x'=x-f/kという量x'を導入してみようというのが与えられているのですが、それをどのように使ったら良いのかわかりません。

問3-1. 質量 の質点がバネ定数なのパネ り付けられ軸上を単振動をしている。ただし、z軸 の原点はパネが自然長のときの質点の位置とする。 1a) 運動方程式を書き、o な として、次のどちらもその一般解になっていることを確認せ よ。 ら は以降の小問の解答に用いて良い。 ⑪ z(0 = 4 cos(g0 45 sin(e)。 (0 (0 = 4scos(efキの 1b) 三角関数ではなく、指数関数を用いて一般解を書いてみよ。 注意 : z(/) は物理量なので、実数である必要がある。複素数が含まれる場合でも、z() がい つでも実数になるように表現する。 質点に、バパネによる力に加え、時間的に変化しない大きさ了の外力がz 軸正の方向へ加わって いる場合を考える。 1c) 質点の従う運動方程式を書け。 1d) 1c) の運動方程式の特解を探し出し、一般解を求めよ。 1e) 時刻 0 での位置を z(0) = zo、速度を (dz(0) /7) = 0 とする。この初期条件の下、時刻 7(7 > 0) における質点の位置を求めよ。

円運動の問題です。 高校時代生物選択だったのでさっぱりです… どなたかわかりやすく説明してくれるとうれしいです😓

のような時間の関数 V(C) であるとき位置座標 のる.V。, ocは定数. 時刻t=ニ0の時 x=x。 とする mcos(Ot二 o)

なんで黄色で囲ってあるところがθとわかるのか教えてください！

向の成分を 娘。 の, 9を 正とする)。 ィ② カカ7を か, 7 の を用いで ーー (⑬) 振れが小さい場合, 力刀は水平方| となり, おもりは単振動をする。振動の周期 ー 4) この実験を上向きの加速度eで上昇するエレ= らになるか。 0