試験

下図のように，水平回転軸を持つ半径a，質量Mの円柱に糸を巻き付け，その自由端に質量mのおもりがつけてある。いま，この円柱に，糸が巻かれる向きに初期角速度$\omega_0$を与えたとき，止まるまでにおもりが上がる距離として，適切なものはどれか。ただし，重力加速度はgとし，糸の質量は無視できるものとする。また，摩擦や空気抵抗のような非保存力は一切作用しないものとする。