等しい質量 mをもった2つの物体 A, Bを,
自然の長さ 10, ばね定数 k の質量が無視できる
丈夫なばねで連結し,図1のようにBを下にし
て静かに水平面上に置いた。重力加速度の大き
さをgとして,以下の問題に答えよ。
[A] 物体 A, Bとばねは,図 1のようなつり
あい状態にある。
(1) このときのばねの長さ 1,を求めよ。
2 mg
A
A
B
B
図1
図2
(2) ばねにたくわえられている弾性力の位置エネルギーはいくらか。
(3) Bにはたらく垂直抗力はいくらか。
[B] 次に, 鉛直上向きの一定の力 2mg をはたらかせて物体 Aを引っぱりあげると, A
は初速度0で運動を始める。
(4) 図2は,A が加速度 aで運動していてBはまだ静止の状態にある状況を示した
ものである。このときのばねの長さを1として, A に対するニュートンの運動方程
式を書け。
(5) このとき, Bにはたらいている垂直抗力はいくらか。
[C] 力を加えつづけていると,やがて Bが動き始める。