自然長
物体を取り付ける
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( Y
一物体を引っ張る
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2年物理·物理基礎 春課題試験 問題用紙 HRNO[
5.図のように,質量が無視できるばね定数kのばねを天
井に取り付ける (①)。このばねに質量Mの物体を取り付
けたところ,ばねは長さA伸びて静止した(2)。この状
態から,手で物体を鉛直下向きにさらに引っ張って (③
の状態)静かに手をはなしたところ,物体は鉛直方向に振
動を繰り返した。重力加速度の大きさをgとし,次の問い
に答えよ。
(1) このばねのばね定数をM, g4を用いて表せ。
(2) 2のばねの先端の位置を重力による位置エネルギ
ーの基準面とし, 図のように鉛直方向の座標軸 (②の位
置を原点0)を設定する。③の状態で,物体のもって
いる力学的エネルギーを m,g, Aを用いて表せ。
(3) 静かに手をはなしたあと, 最初に②の位置に来たと
きの速さをgAを用いて表せ。
2
3
位置
+A
0
A
2
M