与えられた式は、$mgL \sin\theta - amgL \cos\theta = \frac{1}{2}mv^2$ です。この式から $v$ を求めます。

応用数学力学エネルギー保存三角関数数式変形
2025/4/12

1. 問題の内容

与えられた式は、mgLsinθamgLcosθ=12mv2mgL \sin\theta - amgL \cos\theta = \frac{1}{2}mv^2 です。この式から vv を求めます。

2. 解き方の手順

まず、与えられた式を整理します。
mgLsinθamgLcosθ=12mv2mgL \sin\theta - amgL \cos\theta = \frac{1}{2}mv^2
両辺に2をかけます。
2mgLsinθ2amgLcosθ=mv22mgL \sin\theta - 2amgL \cos\theta = mv^2
両辺をmmで割ります。
2gLsinθ2agLcosθ=v22gL \sin\theta - 2agL \cos\theta = v^2
右辺と左辺を入れ替えます。
v2=2gLsinθ2agLcosθv^2 = 2gL \sin\theta - 2agL \cos\theta
v2v^2の式からvvを求めます。
v=2gLsinθ2agLcosθv = \sqrt{2gL \sin\theta - 2agL \cos\theta}
根号の中身を整理します。
v=2gL(sinθacosθ)v = \sqrt{2gL (\sin\theta - a\cos\theta)}

3. 最終的な答え

v=2gL(sinθacosθ)v = \sqrt{2gL (\sin\theta - a\cos\theta)}

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