与えられた連立方程式 $ma = S\sin\theta$ $mg = S\cos\theta$ から、$a$ と $S$ を $m$, $\theta$, $g$ を用いて表す。ただし、$m$, $\theta$, $g$ は定数とする。

代数学連立方程式数式変形三角関数物理
2025/3/18

1. 問題の内容

与えられた連立方程式
ma=Ssinθma = S\sin\theta
mg=Scosθmg = S\cos\theta
から、aaSSmm, θ\theta, gg を用いて表す。ただし、mm, θ\theta, gg は定数とする。

2. 解き方の手順

まず、mg=Scosθmg = S\cos\theta より、SSm,g,θm, g, \theta で表す。
S=mgcosθS = \frac{mg}{\cos\theta}
次に、ma=Ssinθma = S\sin\theta に、S=mgcosθS = \frac{mg}{\cos\theta} を代入する。
ma=mgcosθsinθma = \frac{mg}{\cos\theta} \sin\theta
ma=mgtanθma = mg \tan\theta
a=gtanθa = g \tan\theta
したがって、SSaa は以下のようになる。
S=mgcosθS = \frac{mg}{\cos\theta}
a=gtanθa = g \tan\theta

3. 最終的な答え

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