物理のエッセンスの54番についてです。線の左側は分かるのですが、線の部分は何の力なのですか？またばね

物理のエッセンスの54番についてです。線の左側は分かるのですが、線の部分は何の力なのですか？またばねがもっとも縮むのはPが一瞬静止するときって真ん中か端のどちらですか？

No.1 ベストアンサー 回答者： uen_sap 回答日時： 2016/04/21 06:10

線み左右・・・何のことか分からん？

まともに検討しているのかな、あなたは？
一瞬静止・・・速度「0」じゃないですか。真ん中はないよね

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2016/04/21 20:26

線の左側って何？

上の2行は、「Oでの速さ v1 」を求めています。
・ばねが一番伸びきった（縮んだ）ときの位置エネルギー
　　(1/2)kL²
・ばねの中立位置 O で、ばねの位置エネルギーがゼロ、速度が最大になったときの運動エネルギー
　　(1/2)mv²
の2つが等しいことから、
　　(1/2)kL² = (1/2)mv²
より、最大速度
　　v1 = L * √(k/m)
を求めています。

　3~4行目は、OとAの中点の速さ v2 を求めるものです。
　OとAの中点では、ばねの変位は「L/2」になりますから、位置エネルギーは
　　(1/2)k(L/2)²
です。
　ということは、運動エネルギーは、この位置エネルギーと最大の位置エネルギーとの差
　　(1/2)kL² - (1/2)k(L/2)² = (3/8)kL²
に等しくなりますので
　　(3/8)kL² = (1/2)mv²
より
　　v = (√3 /2) * L * √(k/m)
になるということを言っています。

　最後は、「ばねの縮みの最大値」＝最大の変位（振動の振幅）を求めるものです。
　ばねが一番縮むのは、当然「端っこ」のときです。
　そこでは、図でいえば「左方向の運動」が「右方向の運動」に変わります。つまり「左向きの速度」が「右向きの速度」に転じます。これは、「一瞬速度がゼロ」になるということです。
　ただ、上に書いたようなことが分かっていれば、速度ゼロなどと言わなくても、「位置エネルギーが最大になる変位」ということで
　　(1/2)kL² = (1/2)kx²
から
　　x = L
があたり前のように求まります。