フックの法則

質問

F=kx,とF=－kx,の使い分けのしかったってなんですか？
どうして、－がつくのですか？またいつつくのですか？

回答No.2

shkwta · ベストアンサー

壁とバネと物体がこうつながっているとします。

|VVVVVVVVV●　　→x

右方向を、x座標の正の方向とします。
バネが自然長（力を加えないときの長さ）のときの物体の位置を原点(x=0)とします。

いま、物体を右に動かすと、バネと物体は引き合います。このとき、
・バネが物体に及ぼす力は、左向き→つまり負
・物体がバネに及ぼす力は、右向き→つまり正
・物体の位置は、原点より右→つまり正

つぎに、物体を原点より左に動かすと、バネと物体は押し合います。このとき、
・バネが物体に及ぼす力は、右向き→つまり正
・物体がバネに及ぼす力は、左向き→つまり負
・物体の位置は、原点より左→つまり負

ということで、Fを「《バネが物体に》及ぼす力」とする場合は、物体の位置とFとは正負が逆になりますから、

　　F = - k x

となります。ふつう、力学の問題では物体の運動方程式を考えますから、このマイナス付きの式を使うことが多いと思います。

Fを「《物体がバネに》及ぼす力」とする場合は、物体の位置とFとは正負が一致しますから、

　　F = k x

となります。
いちいち覚えなくても、力の矢印を図に書けば、マイナスをつけたほうが良いかどうか、すぐわかります。

お礼

ありがとうございました。
某テキストに書いてあったのですが、説明が悪くて・・・・
とてもわかりやすかったです、ありがとうございました。

回答No.1

endlessriver

座標ｘの方向のとりかたによってどうにでもとれます。