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問題
No.
芝浦工業大
2. 以下の設問の解答を所定の解答欄に記入せよ。 導出過程は示さなくてよい。 特に
指定がない限り、解答中の数値部分は整数または既約分数で答え, 平方根は開かな
くてよい。
図1のように,質量mの小物体A,質量mの小物体Bがなめらかな水平面1
に置かれており,小物体Aにはばね定数んの軽いばねが取り付けられている。質
量 2mgの台Cはなめらかな水平面2に置かれており,その上面は点Pで水平面1
となめらかに接続している。また、半径αの半円筒面は水平面2と水平面3の間
の鉛直な壁面に接続され,固定されている。 すべての物体は同一鉛直面内で運動し,
空気抵抗の影響は無視でき, 紙面に対して垂直方向には運動しないものとする。 重
(1)
力加速度の大きさをgとし、 図の水平右向きをx軸の正の向きとする。
小物体Bにx軸負の向きに大きさの速度を与える。 すると, 小物体Bは小物
体Aに取り付けられたばねに接触し、 ばねが縮んだあと, 小物体Bはばねから離れ
軸正の向きに,小物体Aはx軸負の向きに動いた。なお, 小物体A, および小物
体Bと水平面1の間に摩擦はない。
芝浦工業大
小物体
り始める
水平面 2
達したと
なお, 小
(小物
ただし
(二)台(
2024年度
夏までの総復習
前期日程
物理
A
B
00000000
C
水平面1
P
一付
なめら
から
水平面 2
REINS
した
摩擦
図 1
水平面3
IC
(イ) ばねの自然長からの縮みの最大値を求めよ。
(ロ) ばねから離れた直後の小物体Bの速度を求めよ。ただし、x軸正の向きを速度
の正の向きとする。