ばねに質量 2 kg のおもりをつるすと 6.5 cm 伸びる。g = 9.81 m/s² とする。 ばね定数 k を求めよ。
解答つきばねと振り子ワークシート
1.やさしい
m = 2 kgx = 6.5 cmg = 9.81 m/s²
k = N/m
2.やさしい
ばね定数 160 N/m のばねにつけた質量 0.8 kg の物体が、なめらかな面の上で振動している。 周期 T を求めよ。
m = 0.8 kgk = 160 N/m
T = s
3.ふつう
k = 350 N/m のばねにつけた質量 2.1 kg のおもりを正の向きに 10 cm 引き、t = 0 に静かに放す。 t = 0.95 s でのつり合いの位置からの変位 x を符号をつけて求めよ。
m = 2.1 kgk = 350 N/mA = 10 cmt = 0.95 s
x = cm
4.ふつう
k = 90 N/m のばねにつけた質量 2.4 kg のおもりを正の向きに 11 cm 引き、t = 0 に静かに放す。 t = 0.15 s での速度 v を符号をつけて求めよ。
m = 2.4 kgk = 90 N/mA = 11 cmt = 0.15 s
v = m/s
5.むずかしい
k = 320 N/m のばねにつけたおもりが、摩擦のない面上で振幅 14 cm で振動する。 おもりがつり合いの位置から 3 cm のところにあるときにばねに蓄えられているエネルギー U を求めよ。
k = 320 N/mA = 14 cmx = 3 cm
U = J
6.むずかしい
k = 270 N/m のばねにつけた質量 2.2 kg の物体を、つり合いの位置から 17 cm 引いて静かに放す。 振動の全エネルギー E を求めよ。
m = 2.2 kgk = 270 N/mA = 17 cm
E = J
解答
- 1. k = 301.8 N/m
- 2. T = 0.4443 s
- 3. x = 9.548 cm
- 4. v = −0.5353 m/s
- 5. U = 0.144 J
- 6. E = 3.902 J
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