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等加速度運動の公式を解説

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【物理基礎】力のまとめ動画です

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【センター2018 物理】第３問　解答・解説

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速度を上げると声が高くなる理由

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図のように、振り子の長さがL、おもりの質量がmの単振り子がある。いま、糸は、鉛直線OO’から小さな角θだけ傾いている。このとき、おもりが受けている力は、（　ア　）と糸の張力である。重力加速度の大きさをg、角θの増加する向きを正にとると、運動方向の力の成分Fは、F=（　イ　）である。角θは十分に小さいので、円弧O’Pの長さをxとすると、sinθ≒x/Lとみなすことができ、近似的にF≒（　ウ　）となる。これは単振動を表す式である。
一方、質量mの質点が、角振動数ωで単振動しているとき、変位をxとすると、復元力Fは、F=（　エ　）である。単振動の周期Tと角振動数ωの関係は、T=（　オ　）と表される。これから、単振り子の周期Tを求めると、T=（　カ　）となる。