【問】
  1. なめらかな水平面上でばね定数kのばねに質量mの物体をつけ、自然長から少しずらして放した。この物体はどのような運動をするか。

  2. 同じばねと物体を使い、今度は垂直につるした。この物体はどのような運動をするか。


【解】
  1. ばねの向きにx軸をとり、自然長の位置を原点とする。物体の運動方程式は
       
    変位xに比例する大きさの復元力 f = -kx が働いているのでこの物体は原点(自然長の位置)を中心に単振動をする。

  2. 鉛直下向きにy軸を取り、自然長の位置を原点とする。物体の運動方程式は
       
    変位yに比例する大きさの復元力 f = - k(y - mg/k) が働いているのでこの物体は y = mg/k (重力と弾性力のつり合いの位置)を中心に単振動をする。


【シミュレーション】
  • 背景の白い部分にマウスポインタを合わせ、クリックすることにより、物体の初期位置をマウスポインタの位置に合わせることができます。

戻る