質問: バネの問題です。 自然長の長さがa、ばね定数k(k>0) のバネがあり、このバネの左端に質量m1の質点1、右端に質量m2の質点2を取り付けた。ばねの中心をx軸の原点とし、右方向を正とする。 したがって、質点1の座標をx1、質点2の座標をx2とすると、ばねが静止した状態では、x1=-a/2、x2=a/2である。ばねを伸ばし、手を離した。 ・・・・ とあるのですが、このとき、x軸の原点というのは常に(伸びても縮んでも)バネの中心にあると考えるのか(相対的)、それとも初めにバネの中心があった場所を絶対的にx軸の原点と考えるのかどちらなのでしょうか? どちらに取るかによって答えが違ってくると思うのですが、こんな問題の場合は、どのように考えるのが一般的なのか教えてくださいっ☆
回答: 空間自体を基準にするのが普通だと思います。 ですから後者の方法です。 たとえば、m1とm2を「1gと100トン」とすると、 m2の方はほとんど動かず、m1だけがビヨンビヨンと振動します。 そのときバネの中心も振動します。 バネの中心を基準にすると、1gのm1も100トンのm2も同じくらい左右に振れることになって、 運動量保存の法則が成り立たなくなります。