【中学理科】フックの法則

中学理科「フックの法則」についてまとめてます。

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フックの法則

フックの法則図解(中学理科)

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、F=kx (f:ばねを引くカの大きさx:ばねののびk:比例定数) と表せる。

弾性定数(ばね定数)

等式変形(式を変形すると)、kF/xとなり、これは、「弾性定数」または「ばね定数」とよばれる量である。

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」ということになります。

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。

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)020406080100
力の大きさ(N)00.20.40.60.81
ばねののび(cm)00.92.03.14.15.0

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。

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