一連のバネの例

4. 直列バネ配置の例

1. ばね定数がそれぞれ200 N/mのばねが5つ直列に配置されている。このばね配置の等価ばね定数は…

討論
以下のことが知られています。
各バネ定数（k₁ =k₂ =k₃ =k₄ =k₅) = 200 N/m
質問：交換用バネ定数（k）
ジャワブ：

交換用スプリング定数 :
1/k = 1/k₁ + 1/k₂ + 1/k₃ + 1/k₄ + 1/k₅
1/k = 1/200 + 1/200 + 1/200 + 1/200 + 1/200
1/k = 5/200
k = 200/5
k = 40ニュートン/メートル

2. 2つのバネが下図のように配置されている。各バネは定数kを持つ。₁ = 200 N/m および k₂ = 300 N/m。2 kg の質量がばねから吊り下げられています。重力による加速度が 10 m/s の場合² すると、スプリングアセンブリの長さの増加は…
討論

以下のことが知られています。
ばね定数 1 (k₁) = 200 N/m
ばね定数 2 (k₂) = 300 N/m
荷物の質量 (m) = 2 kg
重力加速度 (g) = 10 m/s²²
重力 (w) = mg = (2)(10) = 20 ニュートン
質問: 長さの増加 春シリーズ配置 （x）は
ジャワブ：
交換用スプリング定数 :
1/k = 1/k₁ + 1/k₂
1/k = 1/200 + 1/300 = 3/600 + 2/600 = 5/600
k = 600/5
k = 120ニュートン/メートル
スプリングアセンブリの長さの増加 :
x = F / k = w / k
x = 20 / 120
x = 1/6メートル
バネ配置の長さの増加は、3つのバネの合計の長さの増加に等しい。

3. 3つの同一のバネが下図のように配置されている。バネの下端に15ニュートンの重りが取り付けられ、バネ系は5cm伸びる。各バネのバネ定数は…
討論
以下のことが知られています。
重力（w）＝15ニュートン
バネアセンブリの長さの増加 = 5 cm = 0,05 メートル
質問：各バネ定数
ジャワブ：
ヒトゥン k交換用スプリング定数 式を用いて フックの法則 :
k = F / x = w / x
15 / 0,05 です
k = 300ニュートン/メートル
各バネの定数 :
1/k = 1/k₁ + 1/k₂ + 1/k₃
1/300 = 1/k + 1/k + 1/k
1/300 = 3/k
k = (3)(300)
k = 900
k = 900 N/m
3つのバネは同一なので、定数も同じです。バネ定数1（k₁) = ばね定数 2 (k₂) = ばね定数 3 (k₃）＝900ニュートン/メートル

4. 定数を持つ3つのバネ k 直列に配置されている。合成ばね定数は…
A. 1/5 k
B. 1/4 k
1/3 頃 k
D. 1/2 k
E.k
議論 ：

直列配置のばね定数公式 :
1 / K_p = 1/k + 1/k + 1/k
合成ばね定数 :
1 / K_p = 3/k
k_p = k/3 = 1/3 k
正解はCです。