💡 ヒント：単振動の変位・速度・加速度

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

ばねにつながれた物体や振り子のように、同じ場所を行ったり来たりする運動を単振動といいます。振動の途中で位置によって速度・加速度・力はどう変わっているのか、をこの問題で確認します。

ポイントは「端では速度ゼロ・加速度最大」「中心では速度最大・加速度ゼロ」というシーソーのような関係。

✏️ 求めるもの

振動の各点（端・中心・途中）での変位、速度、加速度（および力）の値や向き。それぞれが最大か最小か、向きはどちらかを問われます。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 位置を決める：聞かれている点が「端」「中心」「途中（位相 π/4 など）」のどれかを判別
  2. 変位 x を求める：その点での x の値（中心からの距離・符号付き）
  3. 速度・加速度を求める：\(v=A\omega\cos\) と \(a=-\omega^2 x\) の関係を使う。端では v=0、中心では a=0 が即座に決まる
  4. 向きの確認：加速度は中心向き、速度は運動の向き（変位の増減を見る）
注意

単振動の最重要関係式：\(a = -\omega^2 x\)。これは「加速度は変位に比例して中心向き」を表す。端で力最大・中心で力 0 は、ばねが伸び切った所で引っ張る力が最大、自然長で力が 0 になることに対応します。