高校物理

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5分で解ける!フックの法則に関する問題

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5分で解ける!フックの法則に関する問題

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この動画の問題と解説

練習

一緒に解いてみよう

高校物理 運動と力41 練習

解説

これでわかる!
練習の解説授業
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おもりがつるされているばねの問題です。 フックの法則 を活用して、ばね定数の値を求めましょう。

ばねの伸びと力を書きこもう

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まずは、問題文で与えられている条件を図に書きこんでいきます。 自然長の位置 を適当にとり、ばねの伸びをd[m]とおきましょう。

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次に物体にはたらく力について考えてみます。 物体にはたらく力は 重力接触力 の2種類でした。まず 重力 です。物体の質量をm[kg]とおくと物体には下向きにmgの力がはたらきます。次に 接触力 を考えます。ばねは物体の重力によって下方向に伸びていますね。 弾性力F は自然長に戻ろうとする方向に向かってはたらくので、 上向き になります。さらに、フックの法則F=kxを用いると、弾性力はF=kdと表すことができますね。kはばね定数、dは自然長からの伸びを表します。

高校物理 運動と力41 図 書き込みあり

弾性力と重力のつり合いから立式

高校物理 運動と力41 練習と書き込みアリの図

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では、ばね定数kの値を求めていきましょう。物体を鉛直方向につるした結果、上図の位置でつりあっていますね。 鉛直上向きの弾性力F=kdと、鉛直下向きの重力mgがつりあっている のがわかりますか?

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したがって、
kd=mg
と立式できます。d=0.10[m]、m=0.50[kg]より、kの値を求めることができますね。

答え
高校物理 運動と力41 答え
フックの法則
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