* 重力(FG): この力は下方に作用し、塊を地球の中心に向かって引っ張ります。その大きさはfg =mgによって与えられます。ここで、mは質量、gは重力による加速度です。
* スプリングフォース(FS): この力は上向きに機能し、スプリングのストレッチまたは圧縮に抵抗します。その大きさは、平衡位置からスプリングの変位に比例します(どれだけ伸びるか圧縮されているか)。これは、Hookeの法則:FS =-KXで説明されています。ここで、Kはスプリング定数、Xは変位です。
* 空気抵抗(公正): この力は、空気中の質量の動きに反対します。その大きさは、質量の形状、サイズ、速度に依存します。多くの場合、この力は無視されるほど小さいです。
重要なメモ:
* 平衡: 質量が安静時にぶら下がっている場合、ばねの力と重力は大きさが等しく、方向は反対で、ゼロの正味力が生じます。これは、スプリングマスシステムの平衡位置です。
* 振動: 質量が引き下げられて放出されると、上下に振動します。これは、スプリング力が質量を平衡位置に回復しようとするためです。振動の振幅は、初期変位によって決定され、期間は質量とスプリング定数によって決定されます。
* 減衰: 実際のシステムでは、空気抵抗やその他の形態の摩擦により、振動が時間の経過とともに振幅が徐々に減少します。これはダンピングと呼ばれます。
これらの力の詳細については、スプリングマスシステムの振動の概念を探求したい場合はお知らせください!