94 第1編■力と運動
191 糸でつながれた2物体の単振動■質量mおよ
び2mの2つのおもりが図1のように糸でつながれ,ば
ね定数kのばねにつるされて, つりあいの位置で静止し
ている。図2のように2つのおもりを鉛直下向きにdだ
け引き下げたあと、 時刻 t=0 で静かにはなし, 糸がた
るまないように鉛直方向に単振動させた。重力加速度の
大きさをgとし, おもりは鉛直方向にのみ運動する。 ば
ねと糸の質量. 糸の伸び, 空気抵抗は無視してよい。
(1) 単振動の周期とおもりの速さの最大値 v を求めよ。
(2m)
つりあい
の位置
m
リード D
0
d
は
l l l l l l l l l l l l
-(2m
m
図 1
図
(2)変位 x をつりあいの位置から図のようにはかるものとする。 xの時間変化のよ
をグラフに示し,時刻tでのxを式で表せ。
(3) 変位がxのときの糸の張力の大きさSを求めよ。
くしすぎると糸がたるすようになる。糸がたるむことなく2つのおも