15 保存則
ばね定数kの軽いばねの一端を質量 Mの円筒容器の底
に固定する。 質量mの物体Pと容器の間に摩擦はなく,
容器の厚みは無視できるものとする。 重力加速度の大き
さをgとする。
m
P
k
(1) 図1のように, 容器を鉛直にして台上におき,Pを
ばねの上端に静かにのせ,P を支えてゆっくり下げて
いくとき、ばねは最大いくら縮むか。
図1
(2) 図1のような状態で、はじめPをばねの上端に静かにのせ、急に
Pを放したとき, ばねは最大いくら縮むか。
k
M
k
Vo
m
M
m
図3
図2
(3) 図2のように, 容器を滑らかな水平面上におき, 容器を押さえて,
Pをばねに押しつけてαだけ縮め,全体が静止している状態で,容
器とPを同時に放す。 ばねから離れた後のPの速さを求めよ。にし
(4) 図3のように,滑らかな水平面上に静止している容器のばねに、
P を水平方向に速さであてたとき,
(ア) ばねは最大いくら縮むか。
(イ) やがてP はばねから離れる。 その後のPの速さを求めよ。
(弘前大)