問題:
図のように,壁にばね定数\(k\)の軽いばねの一端が固定されている。床は壁から点\(A\) まで は摩擦がなく,点\(A\) より右は大きさf の動摩擦力がはたらく。質量\(m\) の小物体をばねに押 しつけて,ばねを自然の長さから\(x\)だけ縮めた状態にした後に静かに手をはなした。小物 体は自然の長さでばねからはなれ,点\(A\) の左の点\(O\) を速さ\(v_0\)で通過し,点\(B\) で止まった。
⑴,⑵ に答えよ。
⑴ ばねを押し縮めた長\(x\) はいくらか。次の①~⑤のうちから一つ選べ。
① \( m\sqrt{\frac{k}{v_0}} \)
② \( k\sqrt{\frac{m}{v_0}} \)
③ \( k\sqrt{\frac{v_0}{m}} \)
④ \( v_0\sqrt{\frac{m}{k}} \)
⑤ \( v_0\sqrt{\frac{k}{m}} \)
⑵ AB 間の距離L はいくらか。次の①~⑤のうちから一つ選べ。
① \(\frac{mv_0^2}{f}\)
② \(\frac{mv_0^2}{2f}\)
③ \(\frac{f}{mv_0^2}\)
④ \(\frac{2f}{mv_0^2}\)
⑤ \(\frac{mf}{v_0^2}\)