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摩擦のある水平面でばね振り子減衰振動の運動方程式は
m(d^2x/dt^2)=-kx-α(dx/dt) kはばね定数
で与えられると思いますが、鉛直ばね振り子の場合、重力のmgは運動方程式に加えなくてもよいのでしょうか?
それとも
高校のころ、単振動の問題を解くとき、鉛直ばね振り子の場合はx=lを釣り合い位置としてkl=mg k=mg/l がこの場合のkであって、ばね定数とは違う値だ、というようなことを習った記憶があるのですが、この場合のkもそれでしょうか?

A 回答 (2件)

実際mgを加えてみてください。

ただし,mg=kl として X=x-l と
座標をずらせば,目的の運動方程式を得ます。
運動方程式でこれができるので以下はあたりまえですが,エネルギーに
ついても同様のあつかい(つりあい位置からの変位に書き換えると
重力による位置エネルギーがキャンセルできる)が可能です。
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ただし,減衰項が動摩擦力のように定数であったりすると


事情が異なってきますね。微分によって変位のずれ l は消えると
いうことが重要です。ちなみに一定の動摩擦力がある場合は,
これを重力と同じようにしてつりあい位置をずらしてキャンセル
できます。ただし,すべり方向が逆になるとつりあい位置のずれも
逆になりますが。この手の問題もたまに見かけます。
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