㊙ 50. 水平ばね振り子 06分 ばね定数kの軽いばねの一端に質 量 m の小物体を取り付け,あらい水平面上に置き、ばねの他端を 壁に取り付けた。 図のようにx軸をとり, ばねが自然の長さのとき の小物体の位置を原点とする。 ただし, 重力加速度の大きさをg, 小物体と水平面の間の静止摩擦 係数を μ,動摩擦係数をμ'′ とする。 また, 小物体はx軸方向にのみ運動するものとする。 問1 小物体を位置xで静かにはなしたとき, 小物体が静止したままであるような位置の最大値 "kx = julg XM を表す式として正しいものを,次の ① ~ ⑦ のうちから1つ選べ。 J = 2= wiz. μmg_ Jumg_ 2μmg μ'mg μ'mg ② (3) 2μmg_ k ④0 (5) 6 ⑦ 2k 2k k k ① 問2 次の文章中の空欄 ア イに入れる式の組合せとして正しいものを,下の①~ ⑧ のうちから 01つ選べ。 問1の XM より右側で小物体を静かにはなすと, 小物体は動き始め、次に速度が0となったのは時 間が経過したときであった。 この間に, 小物体にはたらく力の水平成分 F は, 小物体の位置を x とするとF=-k(x-ア) と表される。 この力は,小物体に位置ア を中心とする単振動を生 じさせる力と同じである。 このことから, 時間は イとわかる。 イ イ F-- 1 (2-2) 水 ① (2 [③ 4 ア μ'mg 2k μ'mg 2k μ'mg 2k μ'mg 2k π m √ k 2π π 2π m V k k m k V m [⑤] ⑥ ⑦ 8 ア μ'mg k μ'mg k μ'mg k μ'mg k m T√ k m V k 2π π 2π k m k m kx. k o o o o o o o m ×29 t₁ = 2² My [2018 本試]