182 鉛直ばね振り子■ 図のように, ばね定数k [N/m] の軽いばねの上
端を固定し,下端に質量m[kg]のおもりをつけて鉛直につるしたところ,
おもりにはたらく力がつりあって静止した。 この位置を原点とし、鉛直下
PROVIN
向きを正とする。この位置からおもりを鉛直下向きに引き下げたあと、静か
に手をはなすとおもりは単振動をした。 重力加速度の大きさをg [m/s2] と
する｡
m
1x
(1) つりあいの位置でのばねの自然の長さからの伸び x 〔m〕 を求めよ。
(2) おもりが位置 x [m] にあるとき, おもりにはたらく力の合力 F [N] を求めよ。
(3) (2)のとき,加速度を α 〔m/s2] として, おもりの運動方程式を立てよ。
(4) 単振動の角振動数ω [rad/s], 周期 T [s] を求めよ。
(5) おもりが鉛直上向きの速度で原点を通り過ぎてから、 初めて最高点に達するまでの
時間 t [s] を求めよ。
15138, 190, 191, 193
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