東邦大学物理2013年第2問

図のように、太さが一様でない長さ$L$の柱が2つのばね$\text{A}$と$\text{B}$に支えられ、柱の底面が床と平行に置かれている。柱の太さは長さに比べて十分小さいとして、以下の問3と問4に答えよ。
toho-2013-physics-2-1
  • 問3 柱の重さは$W$であり、柱の重心$\text{G}$は柱の左端から距離$d$の位置にあった。ばね$\text{A}$の復元力はいくらか。
    • (a) $\dfrac{L}{d}W$
    • (b) $\dfrac{L-d}{d}W$
    • (c) $\dfrac{d}{L}W$
    • (d) $\dfrac{L-d}{L}W$
    • (e) $\dfrac{d}{L-d}W$
    • (f) $\dfrac{L}{L-d}W$
  • 問4 ばね$\text{A}$とばね$\text{B}$それぞれの縮んだ長さは同じであった。ばね$\text{A}$とばね$\text{B}$のばね定数をそれぞれ$k_A$と$k_B$として、それらの比$k_B/k_A$はいくらか。
    • (a) $\dfrac{L}{d}$
    • (b) $\dfrac{L-d}{d}$
    • (c) $\dfrac{d}{L}$
    • (d) $\dfrac{L-d}{L}$
    • (e) $\dfrac{d}{L-d}$
    • (f) $\dfrac{L}{L-d}$