如图所示,水平地面上有一两端开口的圆形管道,管道内部最上端有一活塞,已知管道质量为

,活塞质量为

,两者间的最大静摩擦力为

(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。不计空气阻力,重力加速度为

。
(1)若管道受到竖直向上的拉力作用,活塞与管道间没有相对滑动,求拉力的最大值

。
(2)若管道突然获得竖直向上的初速度

,求管道第1次落地前活塞 (还在管道中)相对于管道的位移

。
(3)在(2)中,若

,管道每次与地面碰撞后以原速率返回。当管道与地面碰撞4次后的运动过程中活塞刚好能脱离管道, 求管道的长度

。