物理の問題の(2)についてわからないところがあります。 Asin(2πft+π)にはマイナスがなく、どうして、-Asin2πftにはマイナスがあるのですか。

218. 単振動の式 原点Oを中心として,x軸上で単振動をする物体があ る。 この単振動の振幅は A[m〕 振動数はf [Hz] である。 物体が, 原点O を負の向きに通過する時刻を t=0 とする。この単振動について,次の各 問に答えよ。 Ons st (1) 角振動数を求めよ。 (2) 時刻 (0) における変位 x [m] を表す式を示せ。 (3) 速さの最大値を求めよ。 (4) 加速度の大きさの最大値を求めよ。 例題 30 ヒント (2) 物体は, t=0 において原点を負の向きに通過するため、 初期位相は"となる。 PRAUDONES (1) 218. 単振動の式 解答 (1) 2f [rad/s] (2) x=Asin (2ft+m) [m] (x=-Asin2πft [m]) (3) 2πfA [m/s] (4) 47²f2A (m/s²) 指針 単振動における変位の式は,初期位相が0のとき, 角振動数を w とすると, x=Asin (wt+0) と表される。 また, 振幅をAとすると, 速さの最大値は v = Aω, 加速度の最大値は α = A ω² となる。 2π W= -=2πf [rad/s〕 T 2π 解説 (1) 角振動数ω [rad/s] は、 周期T 〔s] を用いて, w= と表 T される。 T= の関係を用いると, f (2) 原点を負の向きに通過する時刻を t=0 とし ており, 初期位相はπである (図)。 求めるxの 式は, (1) のω=2πf の関係を用いて, x=Asin(wt+0)=Asin (2πft+™) [m] (またはx=-Asin2πft〔m〕) (3) 速さの最大値は, v=Aw [m/s] なので, w=2πfの関係を用いて, v=Aw=2πfA[m/s] x[m] A π -A• 初期位相π(t=0) Ax 0 (4) 加速度の大きさの最大値は, a = Aw2 から, w=2πf の関係を用い t=0 自 には は正を本過り 正の を言 本間

問2で赤線の引いてあるωの出し方を教えてほしいです

35 単振動 ② で肉 ばね定数kの軽いばねの一端に質量mの小物体を取り付け あらい水平面上に置き, ばねの他端を壁に取り付けた。 図のように軸をとり, ばねが自然の長さのときの小物 体の位置を原点とする。 ただし,重力加速度の大きさをg, 小物体と水平面の間の静 止摩擦係数をμ,動摩擦係数をμ'とする。 また, 小物体は軸方向にのみ運動するもの とする。 <2018年 本試〉 ① 問1 小物体を位置xで静かにはなしたとき, 小物体が静止したままであるような, 位 置xの最大値 CM を表す式として正しいものを、次の ① ~ ⑦ のうちから一つ選べ。 ICM= 20 μmg_ 2k μ'mg 2k ② 6 cat, μmg k [⑤ 18% 問2 次の文章中の空欄 μ'mg k 0 ・ 2μmg k 2μ'mg k ア ①~⑧のうちから一つ選べ。 A 問1のCM より右側で小物体を静かに はなすと, 小物体は動き始め、次に速度 が0となったのは時間が経過したと きであった。 この間に, 小物体にはたら 力の水平成分F は, 小物体の位置を とするとF=-k(x-ア と表さ れる。この力は, 小物体に位置 ア を中心とする単振動を生じさせる力と同 じである。 このことから, 時間は イとわかる。 m SA CH イ ] に入れる式の組合せとして正しいものを、次の DES 40 4 ⑤ ⑦ ア u'mg 2k μ'mg 2k μ'mg 2k μ'mg 2k μ'mg μ'mg k μ'mg k μ'mg k m √k m 2k k π√ m TA k 2π√ m m π T√k 2m k π T√ m k 27 √ ™ m 第1 章 力学

(1)、(3)、(4)の解説をお願いします

問3 水平面との角度をなす滑らかな斜面がある。 ばね定数kの軽いバネの一端を斜面か ら出た小突起に固定し, (高さが低くなる) 他端に質量mの質点をつないで,質点を斜面に 沿って運動させる。 質点及びバネは斜面上にあり,斜面と水平面の交線に垂直な直線上を動 くとする。その直線を軸(正の向きは高さが低くなる向き)に取り, 質点の座標をxとし, ばねの自然長の位置をx=0とする。 重力加速度の大きさを」 とする。 (1) つり合いの位置をdとする時, dを求めよ。 (2) 図を描き, 質点に働く力を全て図に書き込み, 運動方程式を書き下せ。 (3) 時刻 t=0 でx=d+A (A>0) となるように質点を引き下げて静かに手を離した場合の (t) を求めよ。 (4) 力学的エネルギーに関して,この問題に即して詳しく述べよ。 覚えている答を単に書く 形ではなく、導く形で。)

(4)(6)の問題がわかんないです。 2枚目の補足を加えての問題が全く分かりません。 教えていただけるとうれしいです。

断面積 S, 質量mの棒を密度の液体に浮かべ, 垂直を保ったまま上 下に振動させると単振動になる (第2章練習問題11). この振動の角振 動数を書け。 ただし, 液体による抵抗はないものとする. 5. 前問の棒をばね定数kのばねにつける (第2章練習問題18). 前問と同 様に振動させたときの角振動数を書け.ただし,液体による抵抗はな いものとする. ばね定数kのばね2本を横に並べて, 質量mの1つの物体を吊るして 単振動させる. この振動の角振動数を書け. I www. S 52

物理の単振動の問題です。 これの（5）の答えがdcos（t√k/m）なのですがどうやったら答えが出ますか？ どなたか教えてください！

(重要例題2) 水平でなめらかな床面に一端を固定したバネ定数kのバネを置き、他端に質量mの物体 をつける。 バネが自然長のときの物体の位置をx軸の原点にとり､バネが伸びる方向にx軸の正の向き をとる。 物体をx=dまで引っ張り、静かに離した。 円周率を" とする。 (1) この単振動の振幅Aと角振動数ωを求めよ。 (2) この単振動の周期T を求めよ。 bomm (3) 物体が自然長の位置を通過するときの速さvmaxを求めよ。 (4) 物体がx= -d を通過するときの速さを求めよ。 (5) x = d で運動が始まったときを時刻 t=0 とする。 時刻 t における物体の位置xを式で表せ。 x

写真のような摩擦のある単振動について質問です。 ばねをx引っ張ったとき、球に働く力は図のように表せると思います。②は①ときの球がx<0の位置にあるときの状態です。この時、弾性力は右向きに働くと思うのですが、動摩擦力は運動の向きと逆の右向きと加速度と反対の左向きのどちらに働き... 続きを読む

am 9 olma kxx x ← O 24 kx umg →X

単振動です。 赤でラインを引いたところの様にかける理由が分かりません。 教えてください

質量 0.50kgの物体が,x軸上で原点を中心として振幅 0.60mの単振動をし ている。x=0.20mの点で, 物体にはたらく力の大きさは 0.90 N である。 (1) この単振動の角振動数を求めよ。 ZAS 20 (2) 物体の速さが最大になる位置(x 座標) と, 速さの最大値を求めよ。 (3)物体の加速度の大きさが最大になる位置(x座標) と,加速度の大きさの最大値 を求めよ。 はいくる可( 0 00円 解答 (1) 角振動数をw [rad/s] とすると,F=-mw'xから, 0.90= | -0.50×ω ²x 0.20| w²=9.0 よって, w=3.0rad/s (2) 速さが最大になるのは振動の中心だか ら、x=0m。 振幅A=0.60m より 速 さの最大値 vmax 〔m/s] は, me 速度 0 加速度 α Umax=Aw=0.60×3.0=1.8m/s復力 F |正で最大 |正で最大] 0 大 3.0 rad/s 0番 負で最大 負で最大

この問題の4だけお願いします 答え,-T-mg

せ。 , 2 。 [北海道大〕 54. くたてばねによる単振動〉 図のように, なめらかで十分長い直線状の棒 OP を鉛直に立てて 端を水平な床に固定した。 この棒に,同じ質量mの穴の開いた小さ い物体A, B を通した。 物体Aには, ばね定数kの軽いばねをつけ, ばねの他端は棒の端に固定した。 ばねは OP 方向のみに伸縮し, 棒 と物体A,Bの間に摩擦はないものとする。 さらに, 物体Aのばねと は反対側に質量と厚さの無視できる接着剤で物体Bを接着した。 物体 A,Bが押しあうときは物体AとBは離れないが, 引きあうときは引きあう力の大きさが接 床 x=0+ P Telle [00000] 物体B -接着剤 ・物体 A 着剤の接着力以上になると物体AとBは離れる。重力加速度の大きさをgとする。 初めに, ばねはその自然の長さからdだけ縮んで, 物体 A, B はつりあいの位置に静止し ていた。 図のように,このつりあいの位置を x=0 とし,鉛直上向きを正とするx軸をとる。 (1) 自然の長さからのばねの縮みd を,m, kg を用いて表せ。 まず, 接着剤の接着力が十分大きく, 物体AとBが離れない場合を考える。 物体Bをつりあ いの位置から6だけ押し下げ, 静かに手をはなすと, 物体AとBは一体のまま上下に振動した。 (2) この振動の周期を, m, kを用いて表せ。 (3) この振動をしているときの物体A, B の速さの最大値を, m, k, b を用いて表せ。 物体AとBが一体のまま運動しているときの両物体の位置の座標をxとする。 また,物体 Aが物体Bから受ける力をTとし, x軸の正の向きをTの正の向きとする。 つまり, Tが 正のときは物体AとBは引きあっているが, Tが負のときは押しあっていることになる。 (4) このとき, 物体Bにはたらく力を, m, g, T を用いて表せ。 x軸の正の向きを物体Bには たらく力の正の向きとすること。 (5) 物体 A, B の運動方程式を考えることで,Tを, m, k, g, x を用いて表せ。 020 (6) T をxの関数として, -3d≦x≦3d の範囲でグラフに描け。 ただし, ここでは6>3d とする。 次に, 接着剤の接着力が小さく, 物体A,B間の引きあう力の大きさがmg以上になると, 物体AとBは離れる場合を考える。 ただし, 離れる瞬間の前後で,物体AとBの運動エネル ギーや, ばねの弾性エネルギーは変化しないものとする。 2246 物体Bをつりあいの位置から6だけ押し下げ, 静かに手をはなすと, 物体Bは運動の途中 で物体Aから離れた。 (7) 運動の途中で物体Bが物体Aから離れるためには,bはある値6 以上でなければならな い。 bı を, m, k, g を用いて表せ。 (8) 物体Bが物体Aから離れた瞬間の物体Bの速さを, m, k, g, b を用いて表せ。 [22 千葉大 ]

なんでtがこの値になるんですか？意味がわかりません。どう考えたら3分のになるんでしょうか

必152 斜面上での単振動 下図のように、傾きの角が30°のなめらかな斜面上で, ばね 21*11*0 の下端を固定し,上端に質量m[kg]の物体Aを取りつける。 次に,Aの上方に同じ質 平木 量の物体Bをのせたところ, ばねが自然の長さより d〔m〕 だけ 縮んぞつり合った。 ばねを自然の長さより3d[m〕 だけ押し縮 めて、時刻t=0〔s]のときに静かに手をはなしたところ,Bは ばねが自然の長さのところでAから離れ、斜面をすべり上がっ た。重力加速度の大きさをg〔m/s〕とする。 B K 3 d 10000000 130° 153 単振動と重心なめ A ばね定数k[N/m〕 はいくらか。 ? つり合いの位置を軸の原点にとり、斜面に沿って上向きをx軸の正の向きとする｡ 「BがAから離れるまでのBの位置r 〔m〕を時刻f[s]などを用いた式で表せ。 Bが離れる時刻はいくらか。 して 単 単をほ を (1)

なんで青線の式が変位になるんですか？x＝AsinΩtで習ったんですけど、まじなにいってんすかこれ。 誰かわかるすごい人教えてください．お願いします。 あと変位が−2dになる理由も分かりません。

必解 152 斜面上での単振動 下図のように、傾きの角が30°のなめらかな斜面上で,ぱね の下端を固定し,上端に質量m[kg]の物体Aを取りつける。次に, A の上方に同じ質 量の物体Bをのせたところ, ばねが自然の長さより d[m〕だけ 縮んでつり合った。 ばねを自然の長さより 3d[m〕 だけ押し編 めて、 時刻 0[s] のときに静かに手をはなしたところ,Bは ばねが自然の長さのところでAから離れ、斜面をすべり上がっ た。重力加速度の大きさをg〔m/s'] とする。 B ~0000000 130° A H ばね定数k [N/m〕 はいくらか。 A つり合いの位置を軸の原点にとり、斜面に沿って上向きをx軸の正の向きとする。 BがAから離れるまでのBの位置r 〔m〕 を時刻f[s]などを用いた式で表せ。 (3) Bが離れる時刻はいくらか。 153 単振動と心