一般小学生
まとめ
- ばね自体の元の長さ（自然長）に、おもりを吊るすなどして伸びた長さを加えた全体の長さのことです。
- 計算式では「ばねの全長 ＝ 自然長 ＋ 伸び」と定義されます。
- グラフにおいては、荷重がゼロのときの縦軸の切片が「自然長」を表します。
解説
ばねに関する物理の計算問題では、「ばねの伸び」と「ばねの全長」を正確に区別することが不可欠です。フックの法則によれば、ばねの伸びは加えた力に比例しますが、全長は「自然長」という定数を含んでいるため、力に対して正比例（原点を通る直線）の関係にはなりません。
グラフを描写する場合、横軸に加えた力、縦軸にばねの全長をとると、直線は原点を通らず、縦軸の切片が自然長を示します。複雑な問題では、複数のばねを直列や並列に連結させた際の力の配分を考え、それぞれのばねの「伸び」を算出した上で、各々の自然長を合算して全体の長さを導き出す必要があります。
コラム
試験問題では、解答として求められているのが「自然長からの変位（伸び）」なのか、「ばね全体の長さ（全長）」なのかを読み落とさないことが、ケアレスミスを防ぐ最大のポイントです。また、ばねのつなぎ方によって全体の伸び方は変わりますが、それぞれのばねが持つ本来の長さ（自然長）は変化しないという点も、立式の際に重要な前提となります。
小学生のみなさんへ
ばねの全長とは、ばねそのものの長さ（自然長）と、おもりをつるして「のびた長さ」をすべて合わせた、はしからはしまでの長さのことです。
たとえば、もともと10センチの長さのばねにおもりを下げて、3センチのびたとします。このとき、ばねの全長は「10 ＋ 3 ＝ 13センチ」になります。テストでは「のびた長さ」だけを答えるのか、それとも「もともとの長さを入れた全体の長さ」を答えるのか、問題をよく読むことが大切です。
ばねを2つつなげたり、おもりを重くしたりしても、考え方は同じです。まずは「どれくらいのびたか」を計算して、最後に「もともとの長さ」をたすことで、全体の長さを出すことができます。
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