高校物理

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5分でわかる!単振動する物体にはたらく力の向き

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5分でわかる!単振動する物体にはたらく力の向き

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この動画の要点まとめ

ポイント

単振動する物体に働く力の向き

高校物理 運動と力87

これでわかる!
ポイントの解説授業
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単振動する物体にはたらく力は、F=−Kxと表されました。この力Fの特徴を詳しく見ていきましょう。

物体にはたらく力の方向は中心向き

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まずは 方向 を考えます。式F=−Kxにはマイナスが付いていますね。x座標がプラスの場合、はたらく力はマイナス方向となり、x座標がマイナスの場合はプラス方向に力がはたらきます。つまり物体にはたらく力の向きは、 常に中心方向 ということなんですね。

高校物理 運動と力87 図のみ(クマちゃんの囲みをのぞく部分)

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ちなみに物体が中心を通過するとき、x=0となり、力Fの値も0になります。 単振動の中心では、物体にはたらく力が0になる という点をおさえておきましょう。

物体にはたらく大きさが−Kx ⇔ 単振動をする

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次に、はたらく力の 大きさ を見ていきましょう。力Fは位置xに比例します。xは中心からの距離なので、 力の大きさは中心から測った距離の大きさに比例する ということがわかります。

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「物体が単振動をする」⇒「物体にはたらく力F=-Kx」という関係は逆も成り立ちます。すなわち、 物体にはたらく力がF=−Kx ならば、 物体は単振動する ということがいえるのです。力が−Kxということは、力が中心に向かってはたらくということですね。物体が原点を中心に上下に運動するということから、物体が単振動をするということがわかると思います。

高校物理 運動と力87 ポイント2

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。

単振動する物体にはたらく力の向き
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