2つのばねとおもりの切り離し

 ALL モード 

ばね定数が$k$のばね$S_{1}$,$S_{2}$と,質量がそれぞれ$m$,$M$のおもり$A_{1}$と$A_{2}$を用意し,図のように連結して,天井から鉛直につり下げ,静止させた。このとき,$S_{1}$と$S_{2}$の自然の長さからの伸びは,それぞれ$x_{1}$と$x_{2}$であった。ただし,$M{\gt}m$とし,ばねの質量は無視できるものとする。また,重力加速度の大きさを$g$とする。
図のPの位置でばね$S_{2}$を $A_{2}$とともに静かに切り離したところ,$A_{1}$が鉛直上方に運動し始めた。
ばね$S_{1}$が自然の長さになったときの$A_{1}$の速さを$x_{1}$を用いて表す式として正しいものを,次のうちから一つ選べ。
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