次の問題でまず何故青線の関係式が立てられるのでしょうか？どなたか解説お願いします🙇‍♂️

20min 2 図e QAR-P 図 sin'= √2RY cos'=- 2R △PQSはSが 直角三角形であるから 図 a きの周期をT' とすると To'=2 amo=2x2k mo =2To となる。 To = 1.0s より To'=2×1.0=2.0s (3) 小球の質量をm[kg] にしたときの周期をT T[s] - xの位置での運動方程式 ma=-kx k a=-x=ω'x m /k 2丁 80= m とすると @mo im T=2x1 Im mo -X2π To 「T=- より k HP w 2R となるので,TとT の間にはT=, m To Vemo 0 mo Amo m (kg) 図b となる。 の関係が成りたつ。 よってTとの関係は図bのようになる。 N 55 2本のばねによる単振動〉 g)。 か x=Asin (wt+0) 振幅は4であり, 70 のとき x=0 であるから ので√2R すなわち 意して√を開くこと。 220であることに 0=Asin0 よって sin0=0 より = 0 これより x=asinwt A v=aw cos wt*A+B+ (2) 単振動する物体Pの加速度αは α-aw'sin wtB 8 図g mg mrw CPから半球面の足 CA√R²+R²=√ 10 のとき原点を正の向きに通過 このとき, 位置 xは0, 速度は最大となる (3)時間を求めるときは単振動の周期 Tを用いる。 また, 円運動にもどって考えるとよい。 (4) 変位 0 のとき速さは最大, 変位が最大 (もしくは最小)のとき速さは0となる。 (5) 力学的エネルギー保存則より, 「運動エネルギー K+ 弾性力による位置エネルギーU=一定」 となる。 (1) 単振動の変位と速度を表す式は, 振幅を A, 初期位相を とすると ← A 別解 0 v=Awcos (wt+0) -a ......① ......② この運動のx-t図は + sin 型となるので x=asinwt ① 式を用いて整理すると α=-x ....... ③ kx kx aw また、物体Pの変位がxのとき,物体Pが受ける 0000000000 0 力は図aより F=-kx+(-kx)=-2kxC ......④ am (3) ④式と,単振動の周期の式 「T=2π」 で K=2k だから,周期Tは m 2m T=2nv2k=nv k to= 90° 360° 単振動は円運動の正射影であるから, 物体Pがx=α に達してから初めて原点を通過するまでの時間to は π 2m 60° ・T= -aw 同様に, v-t図は +cos 型で, の最大値は aw であるので v=aw cos wt ←B 別解 x=asinwt を tで微分して dx v= =aw coswt dt また,v=awcoswt を tで微 0 a 分して dv 0 ax Q= =aw'sin wt dt 図24 ◆C 合成ばねのばね定数 は2kとなる。 物理重要問題集 57 じとなる。 。 を求める。 同じ｡ √g²+a² 55. <2本のばねによる単振動〉 B mmmmmm 図のように, なめらかな水平面上に質量mの物体Pが同 じばね定数kをもった2つのばね A, B とばねが自然の長さ にある状態でつながっている。 水平面上右向きにx軸をとり, このときの物体Pの位置をx座標の原点Oとする。 物体PをばねAのほうへ原点Oよりαだ けずらしてからはなす。 このとき物体Pは単振動する。 単振動は等速円運動の軸上への正 射影の運動であるといえる。 時刻 t=0 において, 物体Pはちょうどx座標の原点Oを正の 向きに向かって通過した。 ばねの質量はないものとして,次の問いに答えよ。 (1) 時刻 t における物体Pの位置xおよび速度vを, 等速円運動の角速度を用いて表せ。 (2) 時刻 t において物体Pが位置xにあるときの加速度αを, wとxを用いて表せ。また,2 つのばねAとBから受ける力Fを, kxを用いて表せ。 (3) 物体Pがx=αに達してから, 初めて原点を通過するまでの時間と初めて X= αを通過するまでの時間を, kmを用いて表せ。 (4) 物体Pの運動エネルギーKの最大値とそのときの位置, およびばねの弾性力による物体 Pの位置エネルギーUの最大値とそのときの位置を表せ。 ただし, やTを用いないこと。 (5) 物体Pが単振動しているときの速度と位置xの関係を求め, vを縦軸に, xを横軸にと [ 香川大 改 ってグラフに示せ。 このとき座標軸との交点を, a, k および を用いて表せ。 また, 物 体Pが時間とともに図上をたどる向きを矢印で表せ。

波線を引いているところの計算方法がわからないです😭 10の何乗とかが特によく分かっていません､､､

□60 自然の長さが25cmの軽いばねがある。 このばねを手で押し縮めたところ,ばねの全長は 13 cm になり,手はばねから18Nの大きさの力を受けた。 このばねのばね定数は何N/m か。 □61 軽いばねを引いて伸ばすとき, ばねの弾性力の大きさ F〔N〕 とばねの全長/[m] との関係を表すグ ラフとして適するものを, 次のア~エから選べ。 ア イ ウ I ZA 4 F F 0 F 例題の答え」 ウ: 2.0×102 工: 0.040

2枚目の○つけてあるところ、どうして分数になるのか分からないので教えてください🙏🏻

31. 弾性力 軽いつる巻きばねの一端を天井に固定し,他端に質量 2.0kg のおもりAをつるしたら長さが0.38mになり, 質量 3.0kg のおもりBをつるし たら長さが 0.45mになった。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 ばねの自 然の長さは何mか。 また, ばね定数んは何N/m か。 198 7916

①、②共に分かりません。つり合いの力の向きだけ分かったのですが、その後の計算からまったくわかりません。教えていただきたいです。

と、 フックの法則 30N 20 N 選 「F=kx」 から, ばね ① 基本例題17 剛体のつりあい 基本問題 139 141 立 図のように、なめらかな壁と摩擦のある床に,一様な太さの棒を 立てかける。棒と床のなす角を0 棒の重さをW,棒の長さをLと する。ない2分の合成を作用 立 L 指針 棒が受ける力を図示し, 剛体のつり あいの条件を用いて式を立てる。 (2)では,棒が 倒れないために, 棒が床から受ける摩擦力が最大 摩擦力以下であればよい。 SMO 解説 N₁ (1) 棒は,重力以外 HO に接触する他の物 体から力を受ける (図)。 mo LsinO N2 (1)棒が壁と床から受ける垂直抗力の大きさをそれぞれ求めよ。 (2) 棒が倒れないための0の条件を, tan0 を用いた式で表せ。 た だし, 棒と床との間の静止摩擦係数をμとする。 100モーメントのつりあいから NxLsino-wx/cos0=0 2 W 2 tan 0 鉛直方向の力のつりあいから、 N₂=W > N2-WN2=W> (2) 水平方向の力のつりあいから, 日 N₁ = B E 会 F-N₁=0 地球から･･･ 重力 W 壁から... 垂直抗力 N 床から･･･垂直抗力 N2 床から・・・静止摩擦力F W F=N= ...D 2tan0 W 0棒が倒れないためには,点Aで棒がすべらなけ AF L coso 2 Lsino, 1/2/cos 点AからN, Wまでのうでの長さは, それぞれ L こればよい。 F が最大摩擦力μN2 以下となり, FN2=μW ...② 式① ② から. W -cos0 となる。 点Aのまわりの力の 1 ≤μW tan 02- 2 tan 2μ

なぜおもりのTと台車のTが同じものになるのかわかりません。　解説お願いします🙇‍♀️ sinは習ってないので、直角三角形の三平方を使ったやり方で教えてくださるとありがたいです💦

[知識 力を互いになるつ 67.2物体のつりあい図のように,質量mの台車に糸 の一端をつけてなめらかな斜面上に置き, 糸をなめらか な滑車に通して,他端におもりをつなぐと,両者は静止 した。重力加速度の大きさをgとする。 (1) 糸の張力の大きさTを求めよ。 (2) おもりの質量を求めよ。 m 2 Lofa 物体とい 130° 例題8 ヒント 糸はその両端につながれた物体に,同じ大きさの力をおよぼしている。 T

（3）の詳しい解説お願いします

50.F-xグラフ 解答 (1) ばね定数 (2)(3)1/12倍 指針フックの法則から,F-xグラフの傾きが表 している物理量を考える。 解説 (1) フックの法則 「F=kx」 から, F-x ラフの傾きは、ばね定数を表している。 (2) F-xグラフの傾きは, ばね定数を表す。 図から、 グラフの傾きが大きいのはAである。 A 40= 2.4. (2) ばね定数が40N/mのばねに取り換え, (1) と同じ力でばねを押し縮め たとき, ばねの縮みは何mか。 24=40x 105 思考 0.6 513 50F-xグラフ 2本のばねA,Bについて FA 引っ張る力Fと, ばねの伸びxとの関係を調べたとこ 3、図のようなF-xグラフが得られた。次の各問に 答えよ。 (1) グラフの傾きは何を表しているか述べよ。 B (3) ある力F でばねを引っ張っ たとき, ばね A, B はそれぞれ X, XB だけ伸びたとする(図)。 A, B のばね定数ka, kB は, グ ラフの傾きに対応するので, FA B Fo (2) ばねA,Bのどちらのばね定数が大きいか。 0 XA XB x Fo Fo kA= kB= XA XB Aの伸びは,Bの伸びの半分であったので、 2x=xBから, Fo Fo 1 kB= = -KA XB 2xA 2 したがって, Bのばね定数はAのばね定数の 1/12 倍 である。 別解 (3) 同じ力を加えているので,フックの 法則から, F=RAXA F=kBXB RAXA=kBxB Aの伸びはBの伸びの半分であったので, XA XB kB= 11/23 である。したがって, XA XB -KA 同じ力を加えたとき,Aの伸びはBの半分であった。 Bのばね定数は Aのばね定数の何倍か。 ただし, 分数のまま答えてよいものとする。 50

(1)の答えがなんで1.4×10²になるのかがわかりません！ 140じゃだめなんですか？

4 自然の長さが0.24mの軽いつる巻きばねの一端を天井に固定し, 他端に質量 2.0kgの おもりAをつるすと, ばねの長さが0.38mになった。 (1) このばねのばね定数kは何N/m か。 (2)このばねに質量 3.0kgのおもりBをつるすと, ばねの長さは何mになるか。 解答 (1) 1.4 x 102N/m (2)0.45m 色づきょく 指針 おもり A, B について, それぞれ重力と弾性力がつりあう。 弾性力はフックの法 則 「F=kx」 を用いるが, x はばねの全長ではなく, 伸び(全長−自然の長さ) であ ることに注意する。 解説 (1) おもりAをつるしたとき, A には弾性力 Fと重力 Wが はたらき,これらがつりあうので F-W=0 よってF=W ここでフックの法則 「F=kx」, 重力の式 「W=mg」 より k(0.38-0.24)=2.0×9.8 19.6 k= =1.4x102N/m 0.14 00000000 弾性力 F (2) おもりBをつるしたときについて, 力のつりあいの式を立て ると k(1-0.24)2=3.0×9.8 (1)の結果を代入すると 1.4×102×(1-0.24) = 3.0×9.8 よってl= 29.4 1.4x102 +0.24 ゆえに 1 = 0.45m 重力 W ← [1] ばねの伸びは全長 (0.38m)自然の長さ (0.24m) なので0.14mとなる。 ←[2] ばねの伸びは全長(1[m]) 自然の長さ (0.24m) なので (Z-0.24) [m] となる。

カッコ2って点Pに垂直抗力って働いていますか？ 回答よろしくお願いします

005 10 8長さLの一様でまっすぐな棒AB が, 台の 上にその一部がはみだして置かれている。 この とき,A端から長さだけ離れた点Pが台の 端に当たっている。 棒のA端にばね定数んの ばねをつけて鉛直上方に引っ張ると,ばねがα だけ伸びたとき点Pが台の端を離れた。ただ し,台の上の面は十分にあらくて棒は台に対し てすべらないとする。 また, 重力加速度をg とし,I 1/3とする。 L B P 台 eeeee (1) 棒の質量m を求めよ。 また, 点Pが台の端を離れるとき,棒が台 から受ける垂直抗力 N を求めよ。 (2)次にばねをA端からはずし, B端につけかえて鉛直上方に引っ張 ると, ばねがんだけ伸びたときにB端が台から離れた。 6はαの何 倍か。 (センター試験)

物理の力のつり合いの問題です。左の写真に問題文、右の写真に解答が書いてあるのですが、右の写真の解答にばねが半分になるとばね定数が2倍になると書かれているのですがその理由が分からないので教えて欲しいです。

24 ばね定数のばねを半分に分けて, 2つを並列にした。 全体としてのばね定 数はいくらになるか。

式の立て方はわかるのですが、どうして振動の中心が変わるのかわかりません。教えて頂きたいです🙇

52. <あらい面上で振動する物体の運動〉 ばね定数 質量m 図のように, 水平なあらい床の上に質量mの物 体が置かれている。 物体はばね定数んのばねで壁と つながっている。 右向きにx軸をとり, ばねが自然 の長さのときの物体の位置を原点とする。 次の問い に答えよ。 ただし, 重力加速度の大きさをgとする。 物体を原点より右側で静かにはなす実験を行った。物体を位置 d(> 0) より左側ではなす とそのまま静止していたが,右側ではなすと動きだした。 (1) 物体と床の間の静止摩擦係数μを求めよ。 0 x 物体を位置 x(>d) から静かにはなすと, 物体は左向きに動きだした。 その後, 物体の速 さは位置 x1 (<-d)で初めて0となった。 (2) 物体と床の間の動摩擦係数μ' を求めよ。 (3)物体の加速度をαとして,左向きに運動している物体の位置xでの運動方程式を示せ。 (4) 物体が x から x1 に移動するまでにかかった時間を求めよ。 (5)xo から x1 に移動する間で, 物体の速さが最大となるときの位置と速さを求めよ。 その後, 物体は右向きに動きだし, ある位置 (>d) で再び速さが0となった。 (6)x1 から再び速さが0となった位置に移動する間で, 物体の速さが最大となるときの位置 を求めよ。 (7) 物体の速さが再び0となった位置 x2 を x と x1 を用いて表せ。