ある惑星の重力加速度の大きさを g とする。 鉛直方向に固定された細い回転軸がある。この回転軸上の点Oには滑らかなヒンジがあり、そこから長さ l の質量が無視できる剛体棒が2本、それぞれ質点とみなせる小球A, B(ともに質量 m)につながれている。 さらに、小球A, Bから長さ l の質量が無視できる剛体棒がそれぞれ伸びており、それらの他端は共通の滑らかなヒンジでスリーブC(質点とみなし、質量を M とする)につながれている。
スリーブCは回転軸上を摩擦なく上下に滑ることができる。小球A, Bは常に回転軸を挟んで対称な位置にある。点O, A, C, Bを頂点とする四角形は常にひし形をなし、これら4点は回転軸を含む同一平面内にあり、その平面ごと回転軸のまわりを回転する。
今、装置全体を回転軸のまわりに一定の角速度 ω で強制的に回転させ続けたところ、スリーブCは点Oから一定の距離 z0 の位置で回転系から見て静止した(これを定常状態と呼ぶ)。このとき、各棒が回転軸となす角を θ0 (0<θ0<π/2) とする。
その後、回転系においてスリーブCに鉛直方向の微小な変位を与え、静かに手を放したところ、スリーブCは定常位置を中心に微小振動を行った。 この微小振動の周期 T を求めよ。 なお、空気抵抗や各ヒンジの摩擦は一切無視できるものとする。
微小振動の周期 T は、互いに素な自然数 A,B を用いて T=BAπ [s] と表せる。 100A+B の値を求め、自然数で回答せよ。