与えられた公式と数値を用いて、重力加速度 $g$ を計算する問題です。 公式は $g = \frac{4\pi^2}{T^2} \left[ l + r + \frac{2r^2}{5(l+r)} \right]$ であり、与えられた数値は $T = 2.0702$, $l = 1.0384$, $r = 0.19955$, $\pi = 3.1416$ です。

応用数学物理重力加速度公式数値計算
2025/5/14

1. 問題の内容

与えられた公式と数値を用いて、重力加速度 gg を計算する問題です。
公式は g=4π2T2[l+r+2r25(l+r)]g = \frac{4\pi^2}{T^2} \left[ l + r + \frac{2r^2}{5(l+r)} \right] であり、与えられた数値は T=2.0702T = 2.0702, l=1.0384l = 1.0384, r=0.19955r = 0.19955, π=3.1416\pi = 3.1416 です。

2. 解き方の手順

まず、l+rl+r の値を計算します。
l+r=1.0384+0.19955=1.23795l + r = 1.0384 + 0.19955 = 1.23795
次に、2r25(l+r)\frac{2r^2}{5(l+r)} の値を計算します。
2r2=2×(0.19955)2=2×0.03982020250.079642r^2 = 2 \times (0.19955)^2 = 2 \times 0.0398202025 \approx 0.07964
5(l+r)=5×1.23795=6.189755(l+r) = 5 \times 1.23795 = 6.18975
2r25(l+r)=0.079646.189750.012866\frac{2r^2}{5(l+r)} = \frac{0.07964}{6.18975} \approx 0.012866
次に、l+r+2r25(l+r)l + r + \frac{2r^2}{5(l+r)} の値を計算します。
l+r+2r25(l+r)=1.23795+0.012866=1.250816l + r + \frac{2r^2}{5(l+r)} = 1.23795 + 0.012866 = 1.250816
次に、4π2T2\frac{4\pi^2}{T^2} の値を計算します。
π2=(3.1416)2=9.869604\pi^2 = (3.1416)^2 = 9.869604
4π2=4×9.869604=39.4784164\pi^2 = 4 \times 9.869604 = 39.478416
T2=(2.0702)2=4.28572804T^2 = (2.0702)^2 = 4.28572804
4π2T2=39.4784164.285728049.2115\frac{4\pi^2}{T^2} = \frac{39.478416}{4.28572804} \approx 9.2115
最後に、gg の値を計算します。
g=4π2T2[l+r+2r25(l+r)]=9.2115×1.25081611.5215g = \frac{4\pi^2}{T^2} \left[ l + r + \frac{2r^2}{5(l+r)} \right] = 9.2115 \times 1.250816 \approx 11.5215

3. 最終的な答え

g11.52g \approx 11.52

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