問題２ 解答その３
(オ):
小物体Ａに働く力を書いてあげると
上の図のようになります。
力がつりあっているわけです。
この時のばねの自然長からの伸びを
小物体Ａとベルトとの間の摩擦力 ｆ は μmg ですから
ｘ軸方向の力のつりあいを考えてあげると
ですから求めたいばねの伸びは
この問題では単振動の周期が聞かれています。
単振動の周期は
「単振動」にあるように
運動方程式さえ立てることができれば求まります。
それでは小物体Ａの運動方程式を立ててみましょう。
原点０とｘ軸が指定されているのに注意しましょう。
運動方程式は
となります。説明すると
（弾性力）＋（摩擦力）＝ ma
です。これを簡潔にすると
- kx = ma
となります。実際にｘに０を入れると（左辺）＝０なり原点で力がつりあっているのがわかります。
この式が
- m
と等しいから
m
したがって
より周期を求めると
となり答えは
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