質問: バネ定数 1. バネ定数kが3.0n/mのばね (1) バネに重さ1.2nのおもりをつけてぶら下げたら、バネは自然長から何mのびますか? (2)傾斜角60°の摩擦のない斜面上でこのバネを一端を固定し、他端に1.2nのおもりをつけたらバネは何mのびますか?
回答: ばね定数k(n/m)のばねにf(n)の荷重がばねの長さ方向にかかった時、ばねの伸びδx(m)は kδx=f を満たす値となります。 よって δx=f/k (1) k=3.0n/m, f=1.2n δx=f/k=1.2/3=0.4m=40cm (2)重力wは鉛直方向ですが,ばねの長さ方向の成分fは,傾斜角をθとすると f=wsinθ=(√3/2)w==1.2×(√3/2)=1.04n これによる伸びδxは(1)と同じ式を使って δx=f/k=1.04/3.0=0.346m=34.6cm