プリントデータは↑メニュー↑の【YouTube】から各動画の下をチェック  高校物理を一緒に攻略していきましょう   今後オリジナル問題もアップしていくのでお楽しみに

【いろいろな力】(ばねの力) 弾性力とフックの法則とは?

この記事では

  • まずはザックリ理解したい
  • イメージを優先したい
  • 苦手を克服したい

というひと向けに解説をしていきます。

 

【今回わかること】

  • 弾性力の向きと大きさ
  • フックの法則とはなにか

 

 

力についての基本事項をまだ確認してない方は、先に確認しておいてください。

関連記事

この記事では まずはザックリ理解したい イメージを優先したい 苦手を克服したいというひと向けに解説をしていきます。 【今回わかること】 力の表し方 覚えなきゃいけな[…]

 

弾性力とは?

まこと
弾性力とは「ばねが元の形に戻ろうとする力」とイメージしましょう

 

弾性力の向き

いま周りにばねがあれば、縮めたり伸ばしたりしてみてください。

無ければ想像でも大丈夫です。

 

  1. ばねを伸ばして手を離したら、ばねはどうなりますか?
  2. ばねを縮めて手を離したら、ばねはどうなりますか?

 

イメージはできましたか?次のようになればOKです。

  1. ばねは縮んでもとの長さに戻った
  2. ばねは伸びてもとの長さに戻った

 

つまり、「向き」については次のようなことが分かります。

  1. ばねが伸びてるときは、縮む向きに力が働いている
  2. ばねが縮んでるときは、伸びる向きに力が働いている

①②のどちらにも当てはまる言葉で言い換えると、「ばねが元の長さに戻ろうとする向き」ということになります。

向きについては、深く考えずに直感的に考えて大丈夫です。

 

 

弾性力の大きさとフックの法則

元の長さより伸びれば伸びるほど、戻ろうとする力は強くなっていく

縮むときも同じですが、ここでは伸びるときを例にイメージしていきましょう。

まず1つ用語を覚えておきましょう。

ばねの元の長さのことを「自然長」と呼ぶ

問題文の中でよく出てくる言葉なので、必ず覚えておきましょう。

「自然」の「長」さで「自然長」なので、漢字のまんまイメージできるようにしておけばシンプルです!

 

上の図は、

  • 何もしていない元の長さの状態
  • 引っ張って、少しばねを伸ばした状態
  • さらに強く引っ張って、さらに伸ばした状態

という3種類を用意しました。

ここで注目してもらいたいのは、ばねが伸びれば伸びるほど、弾性力も大きくなるというところです。

小難しい言葉を使うと、弾性力はばねの伸びに比例すると言い換えられます。

この関係のことを「フックの法則」と言います。

中学理科などで、〇〇の法則と言われると「うっ・・・」と引いてしまうこともあったかもしれませんが、実は中身はいたってシンプルです。

言葉やイメージだけでは式をつくることは出来ないので、文字でどう書くのかも整理しておきます。

  • ばねが自然長から伸びた(縮んだ)長さ「x」
  • ばね定数(比例定数)を「k」

として、弾性力の大きさは「kx」で表します。

 

ここで謎のコトバが突然出てきました。

ばね定数というものは、「ばねの硬さ」というイメージを持っておくと良いです。

  • ばね定数が大きいばねは硬いばね
  • ばね定数が小さいばねは柔らかいばね
まこと
苦手を克服するためには、ばね定数の細かい意味よりも大まかなイメージを優先しましょう

 

弾性力の簡単な問題、動画での解説も見てみたいという方は、こちらで確認してみてください。

 

力学で覚えるほかの力も「向き」と「大きさ」を覚えておきましょう。

関連記事

この記事では まずはザックリ理解したい イメージを優先したい 苦手を克服したいというひと向けに解説をしていきます。 【今回わかること】 力の表し方 覚えなきゃいけな[…]

 

物理基礎・高校物理の分野一覧はこちら

>YouTube「まことの高校物理教室」

YouTube「まことの高校物理教室」

学校の授業が全然わからない・・・
独学でやるのもしんどくなってきた・・・
そんな悩みを抱えている方はこのチャンネルで一回チャレンジしてみてくだい!
もしかしたら、苦手を克服するお手伝いができるかもしれません

CTR IMG