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[教科] 物理 [重要度] 重要 [難易度]
図のように、床に一端を固定して鉛直に立てたばね定数 k の軽いばねの上に質量 m の物体を取り付ける。物体のつりあいの位置を原点に鉛直上向きを正として x 軸をとる。物体に鉛直下向きに力を加え、ばねをさらに A だけ縮めたところ( x = -A )で手を放すと、物体は運動をはじめた。重力加速度の大きさを とし、運動は x 方向に限られるものとする。
(1) つりあいの位置( x = 0 )で、ばねは自然長からいくら縮んでいるか。
答えに確信があります
(2) 物体を x = -A の位置に静止させているとき、鉛直下向きに加えている力の大きさ F はいくらか。
(3) 物体が運動中、任意の位置 x での運動方程式を立てよ。ただし、加速度を a とし、x 軸の正の向きを加速度や力の正の向きとする。
(4) 手をはなしてから物体がはじめて原点( x = 0 )を通過するまでの時間 t はいくらか。
(5) 物体が原点( x = 0 )を通過するときの速さ vo はいくらか。
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