中学理科「フックの法則」

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中学理科「フックの法則」についてまとめてます。

フックの法則

ばねののび

ばねののび

フックの法則は、「ばねを引く力の大きさとばねののびは比例する」という法則です。ばねを引く力の大きさをf、ばねの自然長からののびをxとすると、フックの法則は、=kx (f:ばねを引くカの大きさ、x:ばねののび、R:比例定数) と表せる。等式変形(式を変形すると)、弾性定数またはばね定数とよばれる量である。(k=f/x)

式からわかるように、kは単位長さだけばねをのばすのに必要な力の大きさを表している。したがってkの値の大きなばねは、のばすのに大きな力を要することにな ので、のばしにくいばね、あるいはかたいばねということになる。kの単位は、N/mやkg重/mなどである。このようなばねの性質を利用して力の大きさを調べる道具に、ばねばかりがある。

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ばねのグラフ

力の大きさとばねののびの関係を調べる。

<手順>

  1. ばねに分銅をつり下げ、のびを読みとります。
  2. 分銅をふやして、同じように読みとります。

<結果>

分銅の質量(g) 0 20 40 60 80 100
力の大きさ(N) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
ばねののび(cm) 0 0.9 2.0 3.1 4.1 5.0

グラフを書くと原点を通る直線になります。つまり比例します。

まとめ

フックの法則は、ばねやゴムのような弾性をもつ物体の変形の大きさが、加えた力に比例する関係。ばねののびは、ばねにはたらく力の大きさに比例します。ばねなど、弾性のある物体の変形の大きさは加えた力の大きさに比例する関係のこと。

中1理科 物理復習

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