国公立大学2次対策2021 第17回「単振動のグラフ」

土曜日, 2月 06, 2021

高校物理 国公立大学2次対策講座 単振動

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 単振動をする物体の位置や速度などをグラフに表す問題は頻出です.横軸を時刻として,1周期ごとに状態がくり返される様子を表します.縦軸が位置の場合は,どの点を中心にして単振動をするのか,振幅はいくらか考えましょう.また,縦軸は復元力の位置エネルギーや運動エネルギーなどを表すことがあります.どの時刻に値が最大になるのか注意しながらグラフを書いてください.また,最大値など必要な情報を書き込むことを忘れないようにしましょう.

 横軸を位置,縦軸を速度として単振動をグラフに表すことがあります.この場合は,位置が最大のときに速度が0,位置が0のときに速度は最大なので楕円が描かれます.速度は正負があることに注意しましょう.

 単振動する2物体の運動をグラフで表すとき,2つの物体の位置や速度は重心の位置や重心速度を軸とする,線対称な曲線(サインカーブ)として表されることが多いようです.どの点を中心に運動するのか考えるようにしましょう.

 ばねで鉛直上向きに打ち上げられた物体の運動のように,物体の運動の一部が単振動になるような場合は,どの点(時刻,位置など)からどの点までが単振動なのか明確にしましょう.また,単位円を書いて,単振動の周期の何分の1に相当する時間のグラフを描けば良いのか考えるようにしましょう.

 それでは志望校合格に向けてがんばりましょう!

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