力学

【演習】弾性力

物理基礎【力学】第14講『弾性力』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

弾性力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,元に戻ろうとする力がはたらきます!この力について理解を深めましょう。...
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問題

[Level.1]
ばね定数が50N/m,自然の長さが0.40mのばねがある。 このばねを0.20m縮めたときの弾性力の大きさはいくらか。 またこのばねの長さが0.70mになったときの弾性力の大きさはいくらか。

[Level.2]
以下の図1のように,ばねの一方を壁に,もう一方におもりをつけたところ,自然の長さから0.10mだけ伸びた。 次にこのばねを壁から外し,先ほどと同じおもりをばねの両端につけた(図2)。 このときのばねの伸びは何mか。

[Level.3]
ばね定数20N/mのばねを図3のように “直列に” つないだ。 つないだ状態を1つのばねと考えたとき,このばねのばね定数は何N/mか。 また,図4のように “並列に” つないだ状態を1つのばねと考えたときのばね定数は何N/mか。

この下に答えを載せていますが,まずは自力で考えてみましょう。


答え

[Level.1]
10N,15N

[Level.2]
0.10m

[Level.3]
直列:10N/m,並列:40N/m

(※ 解説は現在準備中。)