151. 動摩擦力と仕事■ 水平面上の壁にばね定
数んのばねの一端を固定し、 他端に質量mの物
体を取りつけた。 ばねが自然の長さのときの物
体の位置Oを原点とし、 右向きを正とするx軸
静かに
はなれた位置Pまで引き,
をとる。 物体を, 原点Oからx軸の正の向きに距離
はなすと, 物体はx軸の負の向きに向かって動き出し, 0から距離s はなれた位置Qで
静止した。 この運動では,PとQの間のある点で物体の速さが最大となることが観測さ
れた。 物体と面との間の動摩擦係数をμ, 重力加速度の大きさをg とする。
(1) 物体が位置Pにあるとき, ばねにたくわえられている弾性エネルギーはいくらか。
(2) 物体が0から距離 x はなれたPとQの間の任意の位置Rにあるとき, 物体の運動
エネルギーはいくらか。
(3) 物体が静止する位置Qの座標sはいくらか。
(4) 物体の速さが最大となる位置を求めよ。
自然の長さ
Ors Q
Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø d d d d d d d d d d o
ヒント
151 (2) 物体の運動エネルギーの変化は, された仕事に等しいことを利用する。
P
x
(10. 愛知教育大改)