摩擦のある場合のばね振り子について

質問

物理のエッセンス力学・波動の84ページ、摩擦のある場合のばね振り子について

図1のように動摩擦係数μの水平面上で、自然長位置(原点O)からPを引っ張って
点Aで放す。左へ進むPが位置xにきた時の合力Fは

F=-kx+μmg

となるのは理解ができました。

次に図2のような戻りの時の合力Fは

F=-kx-μmg

となると物理のエッセンスには書いてありますが、
x座標は右向きが正になっているので

F=kx-μmg

となるはずではないでしょうか。
どうしてもわかりません。
よろしくお願い致します。

回答No.1

noname#251460 · ベストアンサー

x軸を右向き正としているので、図２において、xの値（xの中身）は負の値になっています。
ですので、 tomtomcat さんの考えでは、ばねの力kxの向きが負方向に向いてしまいます。そうすると、

kx < 0
∴F = kx -μmg <０

となってしまい、力は負方向（左向き）にしか働かない事になってしまいます。これは、実際の現象と違いますよね。
x軸の向きと、力の向きを考えて、

F = -kx -μmg

とする訳です。

F = k(-x) -μmg　　　　　（図２では、あくまでx<0です）

としてみると、見易いですかね？
座標軸の向きと、力の向きを考えるとしっくりくると思います。

お礼

よくわかりました。ありがとうございました。

回答No.2

morimot703

たぶん、力Ｆの向きを、基準に書いてあるんだと思います。

尚、摩擦による力は、常に、運動方向と逆向きですから、
右へ動こうと、左へ動こうと、
Ｆ＝、、、-μmg　になります。