単振動する物体にはたらく力は、F=−Kxと表されました。この力Fの特徴を詳しく見ていきましょう。

まずは 方向 を考えます。式F=−Kxにはマイナスが付いていますね。x座標がプラスの場合、はたらく力はマイナス方向となり、x座標がマイナスの場合はプラス方向に力がはたらきます。つまり物体にはたらく力の向きは、 常に中心方向 ということなんですね。

ちなみに物体が中心を通過するとき、x=0となり、力Fの値も0になります。 単振動の中心では、物体にはたらく力が0になる という点をおさえておきましょう。

次に、はたらく力の 大きさ を見ていきましょう。力Fは位置xに比例します。xは中心からの距離なので、 力の大きさは中心から測った距離の大きさに比例する ということがわかります。

「物体が単振動をする」⇒「物体にはたらく力F=-Kx」という関係は逆も成り立ちます。すなわち、 物体にはたらく力がF=−Kx ならば、 物体は単振動する ということがいえるのです。力が−Kxということは、力が中心に向かってはたらくということですね。物体が原点を中心に上下に運動するということから、物体が単振動をするということがわかると思います。