19 図のように、ばね定数k [N/m] のばねの上端を固定し,下
端に質量 m[kg]のおもりを取りつけると, ばねは伸びて
おもりは静止した。 この点をAとする。 この後, ばね が
自然の長さになる所までおもりを持ち上げ, 静かにはなし
た。重力加速度の大きさをg[m/s ] とし,ばねは鉛直方
向にのみ運動するとする。
l l l l l l l l l
自然の長さ
(1) 点Aでのばねの伸びα [m] を求めよ。
(2) おもりが点Aを通過するときの速さ [m/s] をm,g,
k で表せ。
(3) おもりが最下点に達するときのばねの伸びx [m] を a で表せ。
llllll
A m
ヒント おもりには,重力とばねの弾性力がはたらく。 位置エネルギーは,重力による
位置エネルギーと, 弾性力による位置エネルギーの両方を考える必要がある。
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