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【物理】弾性力(力の種類その1)

小山くん
力にはいろんな種類があるんだね。
山田さん
とくに弾性力は覚えておかないとね。
小山くん
少し独特だからね。

 

弾性力

 

弾性力とはバネが元の長さに戻ろうとすることによって物体に生じる力です。この元のバネの長さを自然長といいます。

力の大きさを式で表すと、F = kxで表されます。このことをフックの法則といい、kはバネ定数、xはバネが自然長からどれだけ伸びた、もしくは縮んだかを表します。

つまり、力の大きさはバネがどれだけ自然長から変化したかに比例します。伸びれば伸びるほど、元に戻ろうとする力は大きくなります。

ここで注意しておきたいのはバネが縮んだか、もしくは伸びたかによって力の向きは変わります。

運動方程式は

ma=-kx \Longrightarrow  a=-\frac{k}{m}x

となります。バネの力をFとしての方向は自然長を基準に伸びを正、縮みを負として復元力になっているかをちゃんと確認しましょう

> 0(伸びる) < 0(縮む)
< 0(戻ろうとする) > 0(押し戻す)

 

 


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