💡 ヒント：ばねと摩擦（保存力以外の仕事）

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

圧縮されたばねが物体を押し出す → 物体がばねから離れる → あらい面に乗って摩擦で減速・停止、という流れの問題です。ばねの弾性エネルギーが運動エネルギーに変わり、その後あらい面で摩擦力が負の仕事をしてエネルギーを奪い、物体が止まります。

「保存力以外の力（=摩擦）の仕事」が、力学的エネルギーの変化の正体。\(W_{\text{摩擦}} = \Delta E\) で考えると見通しよく解けます。

✏️ 求めるもの

(1) ばねが自然長に戻った瞬間の物体の速さ \(v\)（ばねの弾性エネルギー → 運動エネルギー）、(2) あらい面上を滑った距離（運動エネルギー → 摩擦の仕事）。

🔬 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. 区間を分ける：「ばね区間（なめらか・弾性力）」と「あらい区間（摩擦のみ）」を切り分けて考える
  2. (1) ばねから離れる速さ \(v\)：ばね区間はなめらか → 弾性エネルギーがすべて運動エネルギーに変換 → \(\dfrac{1}{2}kx_0^2 = \dfrac{1}{2}mv^2\) を \(v\) について解く
  3. (2) あらい面での停止距離 \(\ell\)：運動エネルギー \(K\) がすべて摩擦の仕事 \(\mu' mg \ell\) で消える → \(\dfrac{1}{2}mv^2 = \mu' mg \ell\) を \(\ell\) について解く
注意

ばねが自然長に戻った瞬間、物体はばねから離れるのでこれ以上ばねの仕事は受けません。「ばねがまだ押している」と勘違いしがち。あらい区間に入ったら摩擦だけが効きます。