チェック問題 ( 2 鉛直ばね振り子
ばね定数k,自然長1の軽いばねの両端
にともに質量mの小球A. Bがつけられ
ており,Bは天井からつるした軽い糸の先
についている。x軸は,Bの位置を原点に
して鉛直下向きにとる。
(1) Aをつり合いの位置で静止させたとき,
(ア) 糸の張力Tを求めよ。
(イ) Aの座標 x を求めよ。
(2)(1)の状態からばねの自然長の位置ま
で,Aを持ち上げ,静かに放した。
0-
X軸
(ア) Aを持ち上げた外力のした仕事Wを求めよ。
やや難 12分
B
B
000000000
m
(イ) Aが(1)のつり合いの位置を通過するときの速さを求めよ。
(ウ) 糸は張力が2.5mgになると切れる。 糸が切れる直前の
ばねの伸びdを求めよ。
(エ) 運動中に糸が切れるかどうか判定せよ。
解説
糸の張力Tが問われているので,
力のつり合いの式を考える。 図aで, 2つの小球に
着目した力のつり合いの式より(ばねの弾性力どう
しは相殺).
T=mg+mg=2mg 答
T
B
0-