【問題D】
図のように,一部に距離のあらい区間ABがある水平な床面が, そ
の右方でなめらかに斜面で接続している。 区間AB以外の床面と斜面は,
その接続部も含めてなめらかである。 ばねと質量mの小物体を床面の
Aより左方に置き, ばねの左端を固定して右端に小物体を接触させてお
く。このとき, ばねは自然の長さであった。 ただし、 区間ABでの床面
と小物体の間の動摩擦係数をμ,重力加速度の大きさをg とする。 ま
た, 小物体は同一鉛直面内を運動するものとする
ばね
FIL
小物体
床面
A
B.
斜面
小物体を手で押してゆっくりと左に動かし, ばねの自然の長さからの
縮みが x となった位置で小物体を手で支えて静止させた。 この間に,
ばねがされた仕事を W とする。 また, ばねがされた仕事 W とばねの弾
性力による位置エネルギーUには次の関係が成り立つ。
W = U