質問: 強制振動 ばね(弾性定数=c,c>0)の上端を固定し、他端に質量mのおもりをつるす。上端を上下に振幅a、角振動数ωで単振動的に振動させるとき、おもりに行う運動は? 参考書の解答 x0=asinωt 運動方程式 m(d^2x/dt^2)=mg-c(x-x0-l) なぜ、運動方程式 m(d^2x/dt^2)=mg-cxではだめなんですか? 詳しい解説お願いします。
回答: これはさすがにまずいでしょう。 xoが定数であれば適当な座標変換を行うことで質問者の提示した式にできます。 しかし、今回の問題ではうまくできません。 m(d^2x/dt^2)=mg-c(x-xo-l) これをy=x-xo-lと変数変換してみましょう。 x=y+xo+l となりますので代入すると m{d^2(y+xo+l)/dt^2}=mg-cy md^2y/dt^2+md^2xo/dt^2=mg-cy md^2y/dt^2-mω^2xo=mg-cy となり、余分な項-mω^2xoが出てくるのです。これは消すことができません。