物理教室

問題12 問3の解答

「ある見かけの自然長L、ばね定数kの水平なばねで壁につながれた質量mの物体の、摩擦のない水平面上での運動の運動方程式と同じである。」
とありますがこの文章で言っている運動とは、自然長Lのバネによる単振動を意味しています。
言われれば納得できるのではないでしょうか。
自然長Lのバネにつながれた質量mの物体が摩擦のない水平面上で単振動する際の、ある位置xにおける運動方程式は
加速度をaとすると
ma = -k(x-L)
とあらわせます。
この式と問2で得られた運動方程式を照らし合わせてあげます。
問2で得られた運動方程式は

ma = -kx +kd -μ2mg


と変形できるので、照らし合わせてあげると求めたいLは

となります。
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