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力の釣り合い方程式 釣り合いの位置では,バネは伸ばされていませんし,質量も止まっています.
ですから,つまり速度成分がありませんから,粘性ダンパからの力は生じません.運動方程式から
重力の影響を除外するために,釣り合いの位置を変位の基準点に取ることにします.
質量が釣り合いの位置からx(t)だけ変位しますと,バネはx(t)伸ばされることになります.
この場合,バネの端には大きさが等しく,方向が反対の力Fが作用します.
FはF = kx(t)と求められます.また,粘性ダンパの端からも, P = cx'(t)と求められる力が生じます.
ニュートンの第三法則から,つまり作用/反作用の法則から,質量にもまたFとPが作用します. ですから質量に作用する力の釣り合い方程式は, また ニュートンの第2法則
を適用しますと,質量に対する運動方程式は次のようになります. x"(t)は加速度です.x(t)と同様に下方が正方向になります.質量に作用する力は上向きですから,
[-kx(t) - cx'(t)]となります.
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