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WOVOO
質量mの小球を軽いばねでつるしたところ、ばねが自然の長さからd
だけ伸びた状態で静止した。このときの小球の位置を点Pとする。里刀
加速度の大きさをgとする。
(1)ばね定数kを m, d, gで表せ。
P
(2) ばねが自然の長さとなる点Qまで小球を持ち上げ, 静かにはなした。
おもりが点Pを初めて通過するときの速さひを m, d, gで表せ。
指針(2)点Qと点Pそれぞれにつっいて, ①運動エネルギー,②重力による位置エネルギー, ③E
性力による位置エネルギーを考え, 力学的エネルギー保存則の式を立てる。
解答 (1) 力のつりあいより kd-mg=0
よって k=ー
Bu
P
(2) 点Pを重力による位置エネルギーの基準とする。
伸び
伸び
仲田
点Q, P間での力学的エネルギー保存則より
P
zp4-+0+2u-=0+p6u+0
P4
I
O○--
p
(1)の結果を代入して, vについて解くと
I
mgd= mu?+
xd? よって ひ=Vgd
p、
6u
POINT
の運動エネルギー ②重力による位置エネルギー ③弾性力による位置エネルギー
I
=X
29u?
46u=n
U=1
b~2