与えられた連立方程式から、$a$と$S$を、$m$, $\theta$, $g$を用いて表す問題です。連立方程式は次の通りです。 $ma = S \sin \theta$ $mg = S \cos \theta$ ただし、$m, \theta, g$は定数です。

代数学連立方程式三角関数数式変形物理
2025/4/12

1. 問題の内容

与えられた連立方程式から、aaSSを、mm, θ\theta, ggを用いて表す問題です。連立方程式は次の通りです。
ma=Ssinθma = S \sin \theta
mg=Scosθmg = S \cos \theta
ただし、m,θ,gm, \theta, gは定数です。

2. 解き方の手順

まず、mg=Scosθmg = S \cos \thetaの式から、SSmm, gg, θ\thetaを用いて表します。
S=mgcosθS = \frac{mg}{\cos \theta}
次に、ma=Ssinθma = S \sin \thetaの式に、S=mgcosθS = \frac{mg}{\cos \theta}を代入します。
ma=mgcosθsinθma = \frac{mg}{\cos \theta} \sin \theta
両辺をmmで割ると、
a=gsinθcosθa = \frac{g \sin \theta}{\cos \theta}
a=gtanθa = g \tan \theta
したがって、aaSSはそれぞれ、a=gtanθa = g \tan \thetaS=mgcosθS = \frac{mg}{\cos \theta}となります。

3. 最終的な答え

a=gtanθa = g \tan \theta
S=mgcosθS = \frac{mg}{\cos \theta}