直感的理解

水平な床にあるばねに小球を押しつけ、自然長から \(x_0\) だけ縮めて手を離します。ばねが自然長になった瞬間、小球はばねから離れて等速運動を始めます。

このとき、ばねが蓄えていた弾性エネルギー \(\dfrac{1}{2}kx_0^2\) がすべて運動エネルギー \(\dfrac{1}{2}mv^2\) に変換されています。

✏️ 求めるもの

ばねが自然長に戻ったときの小球の速さ \(v\)。質量 \(m\)、ばね定数 \(k\)、初期縮み \(x_0\) が与えられている。

👀 観察のポイント

🔧 使う道具

注意

「弾性力による位置エネルギー」と「運動エネルギー」の変換と捉える。両辺の \(\dfrac{1}{2}\) は割れば消える。\(v = kx/m\) は誤り（次元・形が違う）なので注意。

💡 ヒント：例題18 ばねの位置エネルギー保存