【物理】減衰振動のメカニズム - 質問解決D.B.(データベース)

【物理】減衰振動のメカニズム

問題文全文(内容文):
【高校物理 力学 単振動】
ばね定数kのばねに質量mの物体が接続されている。この物体を摩擦がある床面(動摩擦係数:μ)の上で単振動させたときの挙動について説明せよ。

摩擦がある床面上で単振動をすると、次第に振動が減衰していくのは想像できますよね。それを物理学的に説明するとどのように説明されるのでしょうか。今回はそれを解説いたします。
チャプター:

0:00 オープニング
0:17 問題紹介
0:58 考え方
5:06 減衰していく様子の説明

単元: #物理#力学#理科(高校生)
指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
【高校物理 力学 単振動】
ばね定数kのばねに質量mの物体が接続されている。この物体を摩擦がある床面(動摩擦係数:μ)の上で単振動させたときの挙動について説明せよ。

摩擦がある床面上で単振動をすると、次第に振動が減衰していくのは想像できますよね。それを物理学的に説明するとどのように説明されるのでしょうか。今回はそれを解説いたします。
投稿日:2022.01.03

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(1)
可変抵抗の抵抗値を$R=10\Omega$に設定する。
スイッチを閉じた瞬間はコンデンサーに電荷は蓄えられていないので、コンデンサーの両端の電位差は$0V$である。
スイッチを閉じた瞬間の回路は⑥と同じ回路とみなせ、スイッチを閉じた瞬間に点$Q$を流れる電流の大きさを有効数字2桁で表すと⑦、⑧$\times 10^{-9}A$である。

(2)
可変抵抗の抵抗値は$R=10\Omega$にしたまま、スイッチを閉じて十分時間が経過すると、コンデンサーに流れ込む電流は0となる。
このとき、動画内図1の点Pを流れる電流の大きさは⑩Aで、コンデンサーに蓄えられた電気量は⑪
Cであった。

⑩と⑪に当てはまるものを動画内の選択肢から選んでください

(3)
スイッチを開いてコンデンサーに蓄えられた電荷を完全に放電させた。
次に、可変抵抗の抵抗値を変え、再びスイッチを入れた。
その後、点$P$を流れる電流はスイッチを入れた直後の値を保持した。
可変抵抗の抵抗値$R$を有効数字2桁で表すと、どのようになるか。
次の式中の空欄⑫~⑭に入れる数字として最も適当なものを、動画内の選択肢から一つずつ選べ。
ただし、同じものを繰り返し選んでもよい。
$R=⑫.⑬ \times 10^{⑭} \Omega$

(4)
導体棒aが動き出した直後に、導体格aに流れる誘導電流は動画内図の㋐の矢印の向きであり、その大きさは㋑である。
㋐と㋑に動画内の選択肢から選んでください

(5)
導体棒aが動き始めると、導体棒bも動き始めた。
このとき、導体棒aとbが磁場から受ける力に関する文として最も適当なものを、動画内の選択肢から一つ選べ。
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(1) 原子番号と質量数が大きく不安定な原子核は、α崩壊をおこすことがある。α崩壊で放出される放射線や原子核の変化を、4_2Heの原子核、原子番号、質量数の語句を用いて説明せよ。
(2) 中性子の数が過剰な原子核は、β崩壊をおこすことがある。β崩壊で放出される放射線や原子核の変化を、中性子、陽子、電子、原始番号、質量数の語句を用いて説明せよ。
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