💡 ヒント：ばね・摩擦・単振動と分離

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

2 つの物体 A, B が接合され、ばねで台につながった系。\(x \le 0\) には摩擦があり、台をゆっくり右に動かすと、ある地点で静止摩擦の限界を超えて動き出す。その後、A, B が一体で動き、やがて摩擦のない領域へ入って、最終的に接合が解除される、という段階的な問題。

✏️ 求めるもの

動き出すばねの伸び、単振動の中心と振幅、接合解除後の各物体の運動。「静止摩擦の最大値 = 動き出す瞬間」「振動の中心 = 力のつり合い位置」「分離は内力ゼロが条件」の3 段階で考える。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 動き出す条件（問1）：ばねの弾性力が静止摩擦の最大値を超える瞬間。\(k \Delta x = 2\mu mg\) を解く
  2. 段階2 の単振動：摩擦のない領域に入ったあとは、ばねの自然長を中心とした単振動。エネルギー保存で振幅・最大速さを出す
  3. 接合解除（問3〜）：A, B 間の押し合い／引っ張り合いが 0 になる瞬間 = 加速度が 0 = 振動の中心
  4. 解除後：ばね側は A だけと運動。B は等速度直線運動（外力なし）
注意

「動き出す瞬間のばねの伸び」と「単振動の中心」は別物。動き出す位置は静止摩擦の最大値で、動いた後の振動中心は「動摩擦力とつり合う位置」になることに注意。摩擦のない領域に入ると振動中心が再びシフトする。