基礎問 物理 31 粗い水平面上の単振動 図のように, 摩擦のある水平な床の上に質量m の小物体Aを置き,自然長Lの軽いばねの一端を取 り付ける。ばねの他端はばねが水平となるように壁 3 に固定する。また, ばねが自然長のときの小物体Aの位置を c=0 とし, 水 平右向きにr軸をとる。小物体Aを位置 エ=エo (0<.zo<L) で静かに放し た。小物体Aは工軸負の向きに動き出し, Aを放した時刻を0とすると, 時 刻 t=tt に位置 z=c. まで達したところで運動の向きが反転し,エ軸の正 の向きに運動を始め, 時刻 t=taに位置 z=Iz まで達したところで静止し た。ばねのばね定数をん, 重力加速度の大きさを g, 床と小物体Aの間の静 止摩擦係数をμ, 動摩擦係数をμ、として, 以下の問いに答えよ。 (1) 静かに放したときに小物体Aが動き出すための Ioの条件を求めよ。 (2) 位置 z および時刻ちを求めよ。 (3) 時刻 t=0 から t=t の間で,小物体Aの速さの最大値を求めよ。 A 0 女 (大阪府大 改) (4) 位置 I2 を求めよ。