<ポイント>
・〔ばねの伸び〕と〔(ばねに加える)力の大きさ〕は比例する
・「〔ばねの伸び〕と〔力の大きさ〕は比例する」関係をフックの法則という
・フックの法則は「ばねが縮む方向」においても成り立つ
・〔ばねの伸び〕と〔(ばねに加える)力の大きさ〕は比例する
・「〔ばねの伸び〕と〔力の大きさ〕は比例する」関係をフックの法則という
・フックの法則は「ばねが縮む方向」においても成り立つ
ばねは、引っ張ったり、ものを下向きにぶら下げると伸びます。
大きな力で引っ張るとよく伸び、小さな力で引っ張るとあまり伸びません。
大きな力で引っ張るとよく伸び、小さな力で引っ張るとあまり伸びません。
この「ばねの伸び」には、「〔ばねの伸び〕と〔力の大きさ〕は比例する」という関係が成り立ちます。
この関係をフックの法則といいます。
(イギリスのロバート・フックが発見した法則)
たとえば、10Nの力を加えたときに 5cm 伸びるばねがあったとします。
このばねに、
2倍の力(20N)を加えると、5 × 2=10cm 伸びる
3倍の力(30N)を加えると、5 × 3=15cm 伸びる
1/2倍の力(5N)を加えると、5 × (½)=2.5cm 伸びる
ということです。
このフックの法則は「伸びる方向」だけでなく、「縮む方向」においても成り立つことを知っておきましょう。
フックの法則を使って考える際には、「10Nの力を加えたときに 5cm 伸びる」のように、
問題で与えられた表やグラフから、基準となる値を読み取って使います。
<補足>
フックの法則は、どのような状況においても成り立つわけではありません。
ばねには「力を加えて伸ばしたときに、元に戻る限界の値」があります。
この限界を超えて力を加えると、元に戻れなくなってしまい、フックの法則通りの比例関係は成り立たなくなってしまいます。
フックの法則は、どのような状況においても成り立つわけではありません。
ばねには「力を加えて伸ばしたときに、元に戻る限界の値」があります。
この限界を超えて力を加えると、元に戻れなくなってしまい、フックの法則通りの比例関係は成り立たなくなってしまいます。
なお、この限界のことを弾性限界といいます。
(高校入試までの範囲で、こちらについて考える必要はないと考えてもらって結構です)
<まとめ>
・〔ばねの伸び〕と〔(ばねに加える)力の大きさ〕は比例する
・「〔ばねの伸び〕と〔力の大きさ〕は比例する」関係をフックの法則という
・フックの法則は「ばねが縮む方向」においても成り立つ
・〔ばねの伸び〕と〔(ばねに加える)力の大きさ〕は比例する
・「〔ばねの伸び〕と〔力の大きさ〕は比例する」関係をフックの法則という
・フックの法則は「ばねが縮む方向」においても成り立つ
※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります |
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