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五、質量 4 公斤的套筒在 A 點的速度為 5 m/s 向右，連接套筒的彈簧其自由 長度（未伸長之長度）為 2 m，彈簧另一端則固定於 B 點，彈簧係數則 為 k = 100 N/m。如圖五所示，套筒在一個位於鉛直面上（重力加速度 g 朝下）且半徑為 2 m 的光滑圓形導桿上移動，試求當套筒從 A 點滑動至 C 點時的速度，以及此時導桿作用於套筒的作用力。解題時，需先畫出自由體圖，未畫者不予計分。（20 分）