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- 回答日時:
>F=kx は、手を離したあとも常に一定の力なのでしょうか
一定ではありません。伸びていたばねが縮むにしたがって弾性力は小さくなります。ばねが縮むということは x が小さくなることですから、F=kx も小さくなります。
>加速度aとは、最初の状態で決まるものなのでしょうか
最初の加速度は最初の状態で決まります。その後の加速度は、そのときのばねの伸びに応じた弾性力で決まります。
初め、ばねの伸びに応じた力による加速度がある
↓
物体が速度0の状態から加速を初め、ばねの伸びが小さくなる
↓
加速度は少し小さくなるが、加速はするので、物体の速度はだんだん大きくなる
↓
どんどんばねが縮むので、加速度はどんどん小さくなり、速度の増加のわりあいは小さくなる
↓
ばねの自然長まで縮むと、力は0になり、加速度も0になるが、それまでに得た速度があるのでそのまま動き続ける
↓
自然長より短くなると、逆向きの弾性力が生じ、加速度も逆向きで、速度はだんだん遅くなる
↓
ばねがあるところまで縮むと、速度は0になる。このとき、ばねからの力は最大になっており、加速度も最大で、元の方へ戻り出すことになる。
↓
……という繰り返しで単振動になります。
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