解答つきばねと振り子ワークシート

無料で印刷できるばねと振り子のワークシート:やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ: 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
0.3 kgk13.5 cm

ばねに質量 0.3 kg のおもりをつるすと 13.5 cm 伸びる。g = 9.81 m/s² とする。 次におもりを少し引き下げて放す。その振動の周期 T を求めよ。

m = 0.3 kgx = 13.5 cmg = 9.81 m/s²
T = s
2.やさしい
0.3 kgk = 240 N/m

ばね定数 240 N/m のばねにつけた質量 0.3 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 = 0.3 kgk = 240 N/m
T = s
3.ふつう
L = ?

周期が 1.9 s になる単振り子の長さはいくらか。g = 9.81 m/s² として、L を求めよ。

T = 1.9 sg = 9.81 m/s²
L = m
4.ふつう
L = 2 mT = 4.61 s

別の惑星にいる宇宙飛行士が、長さ 2 m の単振り子の小さな振れの周期が 4.61 s であることを見いだす。その惑星の重力加速度 g を求めよ。

L = 2 mT = 4.61 s
g = m/s²
5.むずかしい
3.5 kgk = 700 N/m450 m/s

450 m/s で動く質量 15 g の弾丸が、摩擦のない面上に静止している質量 3.5 kg の木片に当たってとどまる。木片は k = 700 N/m の水平なばねにつながれている。生じる振動の振幅 A を cm で求めよ。

m = 15 gv = 450 m/sM = 3.5 kgk = 700 N/m
A = cm
6.むずかしい
mk = 150 N/mA = 17 cmx = 2 cm

k = 150 N/m のばねにつけたおもりが、摩擦のない面上で振幅 17 cm で振動する。 おもりがつり合いの位置から 2 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 = 150 N/mA = 17 cmx = 2 cm
U = J

解答

  1. 1. T = 0.7371 s
  2. 2. T = 0.2221 s
  3. 3. L = 0.897 m
  4. 4. g = 3.715 m/s²
  5. 5. A = 13.61 cm
  6. 6. U = 0.03 J

ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。