ばねの伸び

一般小学生

まとめ

【定義】 ばねに加えた力の大きさに比例して、自然長から増えた長さのこと。

まとめ

ばねの伸びは、加えた力の大きさに比例する(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(増加分)」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、何も力を加えていない状態(自然長)からどれだけ長さが変化したかを示す変位量である。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(荷重)の大きさに正比例する。これを数式で表すと F=kx となり、Fは力、kはばね定数、xがばねの伸びである。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原点を通る直線を描く。実験データや問題文では「ばねの長さ」として与えられる場合が多いため、常に自然長を引き算して「伸び」を算出しなければならない。

小学生のみなさんへ

ばねを引っぱったときに、もとの長さから増えた分の長さのことを「ばねの伸び」といいます。重いものをぶら下げて大きな力を加えるほど、ばねは長く伸びます。力の大きさと伸びる長さが比例するというこのきまりを「フックの法則」と呼びます。テストでは、ばね全体の長さと、伸びた分の長さをまちがえないように注意しましょう。

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