フックの法則 ― 問題点と解決策

1.下の図は、力(F)と伸び(x)の関係を示すグラフです。ばね定数を求めなさい。

フックの法則の練習問題と解答 1解決策

フックの法則の公式:

k=F/x

F =力(ニュートン)

k = ばね定数 (ニュートン/メートル)

x = 長さの変化量(メートル)

ばね定数:

k = 10 / 0.02 = 20 / 0.04

k = 500 N/m

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2.ばね定数を求めます。

フックの法則の練習問題と解答 1

解決策

ばね定数:

k=F/x

k = 5 / 0.01 = 10 / 0.02 = 15 / 0.03 = 20 / 0.04

k = 500 N/m

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3. ばねAの元の長さは60cm、ばねBの元の長さは90cmです。ばねAのばね定数は100N/m、ばねBのばね定数は200N/mです。ばねAの長さの変化とばねBの長さの変化の比は…

既知:

ばね定数 A (k A ) = 100 N/m

ばね定数 B (k B ) = 200 N/m

ばねAにかかる力(F A )= F

ばねBにかかる力(F B )= F

求む: Δl A : Δl B

解決策:

フックの法則の公式:

Δl = F / k

Δl = 長さの変化、F = 力、k = 定数

バネAの長さの変化:

Δl A = F A / k A = F / 100

バネBの長さの変化:

Δl B = F B / k B = F / 200

ばねAの長さの変化とばねBの長さの変化の比:

Δl A : Δl B

F/100 : F/200

1/100 : 1/200

1/1 : 1/2

2:1

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4. 元の長さが20cmのナイロン糸を10Nの力で引っ張ったところ、糸の長さは2cm変化した。長さの変化が6cmの場合、力の大きさを求めよ。

既知:

力(F)= 10 N

長さの変化 ( Δl ) = 2 cm = 0.02 m

求めるもの: Δl = 0.06 mの場合の力の大きさ (F) 。

解決策:

絶え間ない :

k = F / Δl

k = 10 / 0.02 = 500 N/m

Δl = 0.06 mの場合の力の大きさ (F) :

F = kx

F = (500)(0.06)

F=30N

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