力(3)
一方を固定したつるまきばねを引っ張ると伸びます。または押すと縮みます。このもとのばねの長さ(自然長という)から伸びたり縮んだりするばねの特性を弾性といい、ばねにつながれた物体にばねが及ぼす力を弾性力と呼んでいます。弾性力はばねの両端で自然長に戻ろうとするはたらきをします。
弾性力の大きさを\(F\)[N]とすると、\(F\)[N]は自然長からの伸び(または縮み)の大きさ\(x\)[m]に比例します。このことを数式で表すと以下のようになります。 \[\large{F=kx}\] これをフックの法則といいます。また比例定数\(k\)をばね定数といい、各ばねに固有の値となっています。

フックの法則をグラフで表すと、原点を通る比例のグラフとなります。ここから、物体の質量と自然長からの伸びおよびばね定数のいずれか2つがわかれば、残りの1つも求めることができます。

フックの法則\(F=kx\)より、ばねに加えられた力は物体の重さであるから、\(F=1.0\times 9.8=9.8\text{[N]}\)。自然長からの伸びは0.35mだからそれぞれ代入して \[\large{9.8=0.35k\qquad\therefore\underline{k=28}}\]
