問2
図に示すように,物体Qをばねで水平に射出して,面 ABC にそって移動させる。
面 AB は十分に長い水平面と斜面をつなげたなめらかな面であり, 面BCはあらい水
平面である。また, 面 BC は面 AB の水平面よりHだけ高い位置にある。このとき,
以下の(1)~(4) に答えよ。 ただし, それぞれの面はなめらかにつながっているものと
し,重力加速度の大きさをgとする。 また, 運動の際の空気抵抗は考慮しなくてよい。
Ima
A
B
H
1) ばね定数kの軽いばねには質量mの物体Pが取り付けられており, 質量Mの物体
Qを物体Pに押し付けながらばねを自然長から水平にdだけ縮めた。 その位置で
静かに手を放すと, ばねが自然長に戻った時に物体Qは物体P から離れた。この
ときの物体Qの速さを求めよ。
(2) 物体Qが物体Pから離れた後に生じるばねの最大の伸びを求めよ。
(3) 物体Q が面 AB の斜面をすべり上がってB点に到達するために必要な, ばねの縮
みd の最小値を求めよ。 ただし, 物体Qは途中で面AB からはなれることはない
ものとする。
(4) 物体Qは面 AB の斜面をすべり上がり, あらい面 BC を距離Lだけ移動し, 停止
した。物体Qと面BC の間の動摩擦係数を求めよ。
