力学

弾性力

今回はばねを扱います! まず復習です。 物理における「力」とは,

① 物体を変形させる原因となるもの

② 物体の運動状態を変化させる原因となるもの

でした。 そして,①は複雑になるので,高校物理では②の意味で力を扱うことが多い,という話を以前しました。

しかし,ばねはその唯一の例外!! ばねの変形はただ伸び縮みするだけなので,これなら高校生でも簡単に扱えそうですよね♪

ばねの性質と弾性力

ばねは誰しも一度は触ったことがあると思います。 ばねの特徴は何と言っても,「伸ばすと縮もうとするし,縮めれば伸びようとする」こと。 つまり,「変形させると元に戻ろうとする力がはたらく」ということです!

この元に戻ろうとする力のことを「弾性力」といいます。 ここで大事なのは,ばねの弾性力は一定ではないということ。

ばねを触ったことがあれば容易に想像できると思いますが,ばねは伸ばせば伸ばすほど(あるいは縮めれば縮めるほど),より強く元に戻ろうとします。

ばねの変形量と弾性力の大きさの間には,「フックの法則」と呼ばれる関係があります。 ばねを含む問題を解く上で基本となる法則なので,まとめておきましょう!

今回のまとめノート


ばね定数 k は比例定数ですが,物理的に意味づけしてみましょう。 F = kx で,x = 1mとすると,k = Fとなります。

つまりばね定数とは,そのばねを1m伸ばしたときに,どれぐらいの力で戻ろうとするかを表す量です。 k が大きいほど,より強く元に戻ろうとするので,k はばねの硬さを表すと考えられます!

ばねが含まれる問題はよく出題されるので,演習問題を通じてしっかりマスターしておきましょう!

【演習】弾性力弾性力に関する演習問題にチャレンジ!...

次回予告

次回からは摩擦力についてです!

静止摩擦力と最大摩擦力一口に「摩擦力」と言っても,実は摩擦にはいろんな種類があります。 今回はそのひとつ,静止摩擦力について学習していきましょう!!...