高校物理「単振動」ｘ軸上で振幅５．０ｍの単振動をしている物体�C

高校物理「単振動」ｘ軸上で振幅５．０ｍの単振動をしている物体�C

◆問題

質量１．０ｋｇの物体が、原点Ｏを中心として、ｘ軸上で振幅５．０ｍの単振動をしている。
この物体がｘ＝３．０ｍの点Ｐにあるとき、１２Ｎの力を受けているとして次の問いに答えよ。

(1) 単振動の角振動数ωと周期Ｔを求めよ。

(2) 物体が点Ｐにあるときの速さを求めよ。

(3) 物体が原点Ｏを通過するときの速さを求めよ。

(4) 物体がｘ＝−０．５０ｍの点にあるときの加速度を求めよ。


↓(4)の解答解説はお知らせの下↓

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◆解説

単振動をしている物体の加速度は、ａ＝−Ａω²ｓｉｎωｔで表されます。

さらに、ｘ＝Ａｓｉｎωｔだから、ａ＝−ω²ｘと書き換えることができます。

(1)より、ω＝２．０ですね。
ｘ＝−０．５０とあわせて代入すれば、

ａ＝−(２．０)²×(−０．５０)
　＝４×０．５
　＝２

有効数字を２桁とすると、求める加速度はａ＝２．０[ｍ／ｓ²]


次の問題→加速度の最大値


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