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バネの弾性力ではなくて糸の張力を問われているので、糸と接触していないAのことを考えただけでは解けません。Bのことを考えざるを得ず、T=mg+kdで未知数dを消去するにはAについての釣り合いの式が必要になります。解答では、AとバネとBを1つの物体と見ることで、バネにはたらく弾性力は内力となり、考えなくても良くなります。
Physics
มัธยมปลาย
เคลียร์แล้ว
(1)(2)の解き方の区別がわかりません。どうして(1)ではAのみに着目した力の式を立ててT=mgとすることができないのでしょうか？
+
チェック問題2 鉛直ばね振り子
ばね定数k, 自然長の軽いばねの両端
にともに質量mの小球A,Bがつけられ
ており、Bは天井からつるした軽い糸の先
についている。軸は、Bの位置を原点に
して、 鉛直下向き正にとる。
(1) Aをつり合いの位置で静止させたとき
(ア)糸の張力Tを求めよ。
(イ)Aの座標」を求めよ。
(2)(1)の状態からばねの自然長の位置ま
で,Aを持ち上げ、静かに放した。
(ア)Aを持ち上げた外力のした仕事Wを求めよ。
wwwwwww
12分
(イ) Aが(1)のつり合いの位置を通過するときの速さを求めよ。
(ウ) 糸は張力が2.5mgになると切れる。 糸が切れる直前の
ばねの伸びを求めよ。
(x)運動中に糸が切れるかどうか判定せよ。
解説 (1) (ア)糸の張力Tが問われているので.
力のつり合いの式を考える。 図aで2つの小球に
着目した力のつり合いの式より(ばねの弾性力どう
しは相殺).
Fmgでは?T=mg+mg=2mg……容
000000000
(イ) つり合いの位置でのばねの伸びをdとする。
図aで、Aのみに着目した力のつり合いの式より、
kd=mg よって, d=
mg
・①
k
(自然長) 1-
(?)ではよって求める座標ェ」は,
式を立てない
なぜAのみの
x₁ =1+d=1+
k
mg 容
ここまで, まだエネルギーは使っていないよ。
H+d
96
物理基礎の力学
x軸
kd
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