Question

かず

この問題の問い5なんですけど、つり合いの位置よりも下にある場合、Bに働く力は2枚目のようになると思うんですけどなぜ間違ってるのかがわかりません。
またこの式はどういう場合を表してるのかを教えていただけると幸いです。お願いします。

〈たてばねによる単振動〉
図のように、なめらかで十分長い直線状の棒 OP を鉛直に立てて
端を水平な床に固定した。 この棒に、同じ質量mの穴の開いた小さ
ばねの他端は棒の0端に固定した。 ばねはOP 方向のみに伸縮し, 棒
物体A, B を通した。 物体Aには, ばね定数んの軽いばねをつけ,
と物体A,Bの間に摩擦はないものとする。 さらに, 物体Aのばねと
は反対側に質量と厚さの無視できる接着剤で物体Bを接着した。 物体
[18 広島大」
P
物体B
x=0+
ー接着剤
物体A
床
A,Bが押しあうときは物体AとBは離れないが,引きあうときは引きあう力の大きさが接
着剤の接着力以上になると物体AとBは離れる。 重力加速度の大きさをgとする。
初めに, ばねはその自然の長さからだけ縮んで, 物体 A, B はつりあいの位置に静止し
ていた。 図のように,このつりあいの位置を x=0 とし,鉛直上向きを正とするx軸をとる。
(1) 自然の長さからのばねの縮みを,m,k,g を用いて表せ。
まず, 接着剤の接着力が十分大きく, 物体AとBが離れない場合を考える。物体Bをつりあ
いの位置から6だけ押し下げ, 静かに手をはなすと, 物体AとBは一体のまま上下に振動した。
(2)この振動の周期を, m, k を用いて表せ。
(3)この振動をしているときの物体A, B の速さの最大値を,m,k, 6を用いて表せ。
物体AとBが一体のまま運動しているときの両物体の位置の座標をxとする。 また, 物体
Aが物体Bから受ける力をTとし, x軸の正の向きをTの正の向きとする。 つまり, Tが
正のときは物体AとBは引きあっているが,Tが負のときは押しあっていることになる。
(4)このとき, 物体Bにはたらく力を, m, g, Tを用いて表せ。 x軸の正の向きを物体Bには
たらく力の正の向きとすること。
(5) 物体A, B の運動方程式を考えることで, Tを,m,k,g, xを用いて表せ。
(6)Tをxの関数として,-3d≦x≦3d の範囲でグラフにかけ。 ここでは6>3d とする。

自然
di
つり合い