間2 図2のように, 小球Pに別の軽くて十分に長い糸を取り付け, 他端には管録 M
の小物体Qを取り付け, Qを粗くて水平な上面をもつ机の上に置く。 はじめ
がたるまず水平になるように小球Pを支えておく。 そのときの小球Pの位置を点
E 小物体Qの位置を点Fとする。このとき糸は机の端に固定された小さい滑
にかけられており, 滑車から小球Pまでの糸の長さはLである。 ここで, 小球P
の支えを静かにはずすと, Pは初速0 で運動を始め, 滑車の真下を通過する前に小
物体Qが動き出した。 その後, 小物体Qが距離dだけ机上を滑って, 図2の点C
を通過する瞬間に, 小球Pは初めて滑車の真下の点Hを通過した。 滑車はなめら
かで, 机の上面と小物体Qとの間の動摩擦係数をμとする。
L
G
F
H
図2
(1) 小物体Qが点Fから点Gまで運動する間に、 Qにはたらく動摩擦力がした仕
事を求めよ。
(2) 小球Pが点Hを通過するときの運動エネルギーと, 小物体Qが点Gを通過
するときの運動エネルギーが、 ちょうど等しくなるような場合, Pが点Eから
点Hまで運動する間に, Pにはたらく糸の張力がした仕事を求めよ。 (答だけで
なく、式説明も書け。)