長さが$l$ 〔m〕の軽いひもの一端に質量$m$ 〔kg〕の小さいおもりをつけ、他端を天井の一点につけて静かにつるした。重力加速度を$g$ 〔m/s²〕とし、空気抵抗は無視できるとして、以下の各問に答えなさい。

• 〔1〕 おもりがつりあって静止しているときの、ひもの張力の大きさを求めなさい。
• 〔2〕 〔1〕の状態からおもりに水平方向に力を加えたところ、おもりは水平方向には$\dfrac{l}{2}$ 〔m〕だけ移動し、つりあって静止した。加えた力の大きさと、ひもの張力の大きさを求めなさい。
• 〔3〕 〔2〕の状態から水平方向の力を静かに取り去った。取り去った瞬間のひもの張力の大きさを求めなさい。
• 〔4〕 〔3〕の状態の後、おもりは周期運動をはじめた。おもりが最初に最下点に到達したとき、〔3〕の状態からひもの張力がおもりにした仕事を求め、このときのおもりの速さを求めなさい。
• 〔5〕 〔4〕の状態において、最下点を通る瞬間のひもの張力の大きさを求めなさい。
• 〔6〕 おもりが〔5〕の最下点に到達した瞬間にひもを切断したところ、おもりは放物運動を始めた。おもりの鉛直方向の速度の大きさが〔4〕で求めた速さに等しくなったとき、おもりはひもを切断したときの位置からどれくらいの距離にあるかを求めなさい。