【問】 ばね定数k、自然長lのばねの左端を固定し、右端に質量mの物体をつけた。また、上面が右向きの速度vfで動くベルトコンベアーを用意し、物体がベルトの上に載るように設置した。物体とベルトとの静止摩擦係数をμ,動摩擦係数をμ’とする。いま、物体を自然長の位置に置き静かに手を離した。この後、物体はどんな動きをするか。 【解】 ばねに沿って右向きに�I軸を取り、自然長の位置を原点とする。 最初、物体は速度vfで等速度運動をする。なぜなら、このときの運動方程式は fは静止摩擦力で弾性力kxとつり合うので右辺はゼロ。よって加速度a=0で等速度運動となる。 xは次第に大きくなり、弾性力が最大摩擦力を超えたとき、つまりkx > μmgとなったとき、物体は弾性力によってベルトに対して右側に滑り出す。このときの運動方程式は μ’mgは動摩擦力。この式を見ると、変位xに比例する大きさの復元力F =