20. 固定した2本のばねの間に付けてつり下げた小球 10分 自然の長さば
ね定数kの2つの軽いばねを, 質量mの小球の上下に取り付けた。 下側のばねの端
を床に取り付け, 上側のばねの端を手で引き上げた。 重力加速度の大きさをgとする。
LENNE
問1 図1のように, ばねの長さの合計を21にして小球を静止させた。小球の床か
らの高さんを表す式として正しいものを,下の ① ~ ⑤ のうちから1つ選べ。 ただ
し、2つのばねと小球は同一鉛直線上にあるものとする。
① l
② 1
3 1-
mg_
2k
①
②
③
4
2mg
k
y
mg +20
2k
④1-
⑤ 1-
問2 次に、図2のように, 床から測った小球の高さが1になるまで, ばねの上端を
ゆっくり引き上げた。 このときのばねの長さの合計y と, 高さんから1まで小球を
引き上げる間に手がした仕事 W を表す式の組合せとして正しいものを,下の①~
⑥ のうちから1つ選べ。
mg_
2k
+21
mg+20
2k
mg+20
mg
⑤
+21
k
⑥
mg_
k
mg+20
k
5mg
2k
3mg
2k
W
大
k
mg(1−h)+(y−1)² —k(21—h)²
2
².0 > BOSA
mg(1-h)+k(y-21)"-k(l-h)
k
mg(1-h)+(y-21)²—k(1—h)²
Subot
k
mg(1-h)+(y−1)² —k(21—h)²
2
mg(1-h)+k(y-21²-k(l-h)²
mg(1-h)+(y-21)²—k(1—h)²
21
y
l l l l l l l l l la
図 1
6
l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l
図2
rg
h
E
l-h
I
[2015 本試]
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