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20. 固定した2本のばねの間に付けてつり下げた小球 0 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。
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。
② img
③1-
① img
2k
(1)
②
③
(6)
4 1-
51-
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/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。
④
[⑤]
2mg_
k
mg
2k
mg
2k
mg
2k
mg
k
y
mg_
k
mg
k
+21
+21
+21
+2l
+21
5mg
2k
+21
3mg
2k
W
k
mg(1−h)+ ½ (y−1)²—k(21− n)²
2/C
2
mg(1-h)+k(y-21)²-k(1-h)²
k
mg(1-h)+1/22(y-21) -k (1-h)。
k
mg(1−h) + (y−1)² — k(21—h)²
2
mg(1−h)+k(y-21)³—k(1—h)²
k
mg(1-h)+(y-21)² — k(1—h)²
2
21
l l l l l l l l l l
図 1
- l l l l l l l l l l all! ! ! ! ! ! ! !
h
図2
[2015 本試]