以下の連立方程式が与えられています。$m, \theta, g$ は定数であるとして、$a$ と $S$ を $m, \theta, g$ で表す問題です。 $ma = S\sin\theta$ $mg = S\cos\theta$

応用数学連立方程式物理力学三角関数変数変換
2025/3/18

1. 問題の内容

以下の連立方程式が与えられています。m,θ,gm, \theta, g は定数であるとして、aaSSm,θ,gm, \theta, g で表す問題です。
ma=Ssinθma = S\sin\theta
mg=Scosθmg = S\cos\theta

2. 解き方の手順

まず、与えられた二つの式から SS を消去することを考えます。
一つ目の式を二つ目の式で割ると以下のようになります。
mamg=SsinθScosθ\frac{ma}{mg} = \frac{S\sin\theta}{S\cos\theta}
SSmm がキャンセルされ、
ag=sinθcosθ=tanθ\frac{a}{g} = \frac{\sin\theta}{\cos\theta} = \tan\theta
したがって、aa は次のようになります。
a=gtanθa = g\tan\theta
次に、SS を求めます。二つ目の式 mg=Scosθmg = S\cos\theta より、
S=mgcosθS = \frac{mg}{\cos\theta}

3. 最終的な答え

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

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