Question

わらや

物理の力学の問題です。
注のcの意味がわかりません。
わかる方教えて欲しいです🙇‍♀️

咲いているので,斜画力向には弾性力のはかに重力の成分もはたらく。
(1) ばね定数k2のばねの伸びがαのとき,
k のばねの伸びをとする。おもり
の大きさを無視して考えると,図より
(lo+a)+(lo+b)=L
よって b=L-2l-a
k₁
k2
mmmm mmmm
fi
f2
このとき, k, k2 のばねの弾性力の大
きさをそれぞれ1, 2 とすると, フッ
クの法則
(lo+b)
(lo+a)
外カ
=k1b=ki (L-2l-a), fz=kza
おもりにはたらく力のつりあいから
f1=f2
f2'
200
A
(lo+b+x) (lo+a-x)+
ゆえに a=-
よってki(L-lo-akza
k₁
k₁+k₂
・①
※A
-(L-210)
次に,おもりを右向きにxだけ動かしたとするB (右向きを正の向きと
する)。このとき, k, k2 のばねの伸びはそれぞれ
k1 : 6+x=L-2l-a+x, k2: a-x
よって, ばねの弾性力の大きさをそれぞれ f. ' とすると
fi'=k (b+x)=k (L-2l-a+x) fz'=kz(a-x)
おもりにはたらく2つの弾性力f', f' の合力Fは, ①式を用いて整理すると
F=fz-fi'=kz(a-x) -k (L-2l-α+x)
=-(k+k2)x+kza-k(L-2L-α)=-(ki+k2) xC
←A別解 全体の伸び
L-2l をばね定数k, k2 の
逆比に分配すれば
k₁
a=
-(L-21)
k₁+k₂
←B おもりを移動させる
のに外力が必要である。
Cx>0 (右へ移動)の
とき F<0 (左向き), x<0
(左へ移動) のとき F>0(右
向き)のように,変位 xの向
きと弾性力の合力Fの向きは,
常に反対向きとなる。 また,
外力と力Fはつりあいの関
係にあるから
f=(ki+kz)x
なお, kk2 はばね 1,2を
並列 (直列ではない)につない
だときの合成ばね定数である。

力学

Answer 1

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しんじゅ

「x>0のときは〜…」の件を指しているのならば、数式F=-(k₁+k₂)xに代入してみるとわかると思います！
外力の件は、問題設定が分からないので分かりかねます🙇‍♀️

わらや

分かりました！ありがとうございました！