ばねの伸び

• ばねに力を加えた際、何も力を加えていない状態（自然長）から変化した増加分の長さのこと。
• ばねの伸びは加えた力の大きさに正比例する（フックの法則）。
• 物理の計算においては「ばね全体の長さ」と「ばねの伸び」を明確に区別して扱う必要がある。

解説

ばねの伸びとは、外力を加えた際に、自然長からどれだけ長さが変化したかを示す変位量です。イギリスの物理学者ロバート・フックが発見した「フックの法則」によれば、ばねの弾性限界内において、ばねの伸びは加えた力の大きさに正比例します。これを数式で表すと F=kx となり、Fは力、kはばね定数、xがばねの伸びを指します。グラフを作成する際は、縦軸にばねの伸び、横軸に力の大きさを取ると、グラフは原点を通る直線を描きます。

複数のばねを直列や並列につなぐ場合、それぞれのばねにかかる力の配分を考える必要があります。直列接続では各ばねに同じ大きさの力が加わるため、全体の伸びは各ばねの伸びの合計となります。また、棒におもりを吊るして左右のばねで支えるようなケースでは、おもりの位置（比率）によって左右のばねにかかる力が変化し、それに伴ってそれぞれの伸びも決定されます。おもりの重さとばねの伸びの関係を正確に把握することが、複雑な物理現象を解く鍵となります。