💡 ヒント:ばねの弾性力と垂直抗力

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

おもりが台の上に置かれ、上からばねが引き上げている状況。台が支える分(垂直抗力 \(N\))とばねが引き上げる力(弾性力 \(F\))の合計が重力に等しい。ばねが強く引くほど、台は楽になる(\(N\) が小さくなる)。台から離れる瞬間は \(N = 0\)。

✏️ 求めるもの

(1) 伸び \(x_1\) のときの垂直抗力 \(N\)。(2) 物体が台から離れる瞬間の伸び \(x\)。鉛直方向のつりあいを書けば一発。

🔬 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. (1) 物体に働く 3 力:重力 \(W\)(下)、垂直抗力 \(N\)(上)、ばねの弾性力 \(F\)(上)
  2. つりあいの式:\(N + F = W\) を立てて \(N = W - kx\)
  3. (2) 離れる条件:\(N = 0\) を代入。\(kx = W\) より \(x = W/k\)
注意

ばねの弾性力の向きに注意(引き上げているか押し下げているか)。台から離れた後は \(N = 0\) のままで使えなくなる。