高校物理

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5分でわかる!単振動の加速度と位置の関係

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5分でわかる!単振動の加速度と位置の関係

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この動画の要点まとめ

ポイント

単振動の加速度の変化

高校物理 運動と力86

これでわかる!
ポイントの解説授業

加速度が0になる位置、加速度が最大・最小となる位置

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単振動の加速度aは、 a=−ω2x と表すことができました。ここで大事なポイントは 加速度が0になる位置速度が最大・最小となる位置 をおさえることです。等速円運動加速度の大きさは一定のAω2でしたが、単振動では加速度が変化します。

速度と加速度は互い違いの関係

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x=0を中心とする振幅Aの単振動を図で表してみましょう。

高校物理 運動と力86 ポイント2 図 右側の加速度の部分カット

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速度vは前回学習したように、両端でv=0になり、中心で最大v=Aωとなります。では、加速度が0になる場所と最大となる場所は一体どこなのでしょうか。

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加速度aを式で表すと、a=−ω2xですね。符号のマイナスは、加速度が常に中心に向いていることを表しています。この式を利用すると、 加速度が0になる場所 はxが0になる場所、つまり 中心 ですね。また 加速度の大きさが最大になる場所 は、xが最大になる場所で、 両端 となります。

高校物理 運動と力86 ポイント2 図

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加速度の大きさの最大値は、xに両端の座標Aを代入してAω2となります。上図を見て、速度と加速度が互い違いの関係になっていることがわかりますか?速度は両端で0になるのに対し、加速度は最大・最小となります。一方、速度は中心で最大・最小となるのに対し加速度は0になります。

高校物理 運動と力86

Suzuki

この授業の先生

鈴木 誠治 先生

知識ゼロからでもわかるようにと、イラストや図をふんだんに使い、難解な物理を徹底的にわかりやすく解きほぐして伝える。

単振動の加速度と位置の関係
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