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(4)の問題で、なぜxが縮んでいるときと縮んでいないときで2枚目の写真のように場合分けしないのかわかりません。物体がx₁からOの間にあるときバネは縮んでいて右に弾性力を受けるためkxとしては間違いなのでしょうか?

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回答(1件)

二枚目の写真の(4)の答えの式に緑で丸をつけているところに疑問があるのですよね?(⁠・⁠∀⁠・⁠)

YouYouの質問は、この丸をつけた『』は、物体が右に進む時にしかつかないんじゃないのか?であってるよね?

質問に対する答えですが、リードα?の解答の通り、場合分けは必要ありません。マイナスは常につきます。


これは、バネの弾性力についての説明を読めば理解できるかな?

『ばねの弾性力FFは、変位とつねに逆向きに働く。すなわち、運動方程式は ma=kxma=-kx となる。こうした力を復元力という。上式は単振動の運動方程式を表す。』

理解できましたか?

単振動をしているとき、物体がバネから受ける力はつねに物体の進む向きと逆向きです。すなわち、力はつねに自然長の位置に向かってるわけです。

だって、そうじゃないと単振動という運動は起こりませんよね?


YouYouが緑丸をつけてる式では、復元力にも動摩擦力にもマイナスがついていますね?これは、どちらの力とも、物体が進む向きと逆向きに働く力だからです。


分からない所があれば、聞いてください。今年中に理解しましょう(⁠ ⁠´⁠◡⁠‿⁠ゝ⁠◡⁠`⁠)

返信(4件)

質問としましては、右に進んでいたとしてもバネが縮んでいた場合弾性力は右向きに働き、下の写真の2つ目のイラストのような力の図示になると思ったのですが、この考え方自体が間違っているのでしょうか?


benzeneさんのお答えだと、物体が右に進むときには必ず弾性力が左向き、左に進むときには弾性力が右向きに必ず働くという解釈ですが、問題を解く上ではこの解釈で大丈夫でしょうか?

質問が長くなってしまいすみません。

確かに!

説明が少々間違ってました(⁠╯⁠︵⁠╰⁠,⁠)

ばねの弾性力における運動方程式は前述のとおりma=kxma=-kxです。

で、このxには負の値も入ります。問題内でx軸が定義されており、xは負の値も取りうることから分かります。


即ち、物体の進んでいる向きではなく、物体のx座標物体のx座標によって弾性力(復元力)の働く向きが決まるということでした。

間違った説明をしてしまいすみませんでした。

いえいえ...!ご返答ありがとうございます。

最後に確認なのですが、x座標が負(縮んでいる)の値のとき、右向きに力が働く(正になる)ようにするためにkxの前に−をつけるという認識で大丈夫でしょうか?

何回も質問して申し訳ないです...

そうですね!(⁠ ⁠╹⁠▽⁠╹⁠ ⁠)

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