物理
高校生
解決済み

物理の問題です。弾性力ってバネが戻ろうとする力ですよね?ですが解説にはF₂(弾性力)が下向きに働いています。どうしてですか?

63. ばねの直列接続 図のように,軽いばねAと軽い ばねBを直列に接続し,質量 2.0kgのおもりをつるして静止 させた。ばねA, Bのばね定数をそれぞれ98N/m, 196N/m とし,重力加速度の大きさを9.8m/s2 とする。 次の各問に答 えよ。 (1) AがBから受ける力の大きさは何Nか。 また,BがA から受ける力の大きさは何Nか。 (2) A,Bのばねの伸びはそれぞれ何mか。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - 00000000000000000¹ A 48円 us 63. 2.0kg 19.6 201 (1) B (2)
63. ばねの直列接続 解答 (1) Aが受ける力 : 20N, Bが受ける力 : 20N (2) A:0.20m, B:0.10m her 指針> (1) おもりに加えて, ばね A,Bが受ける力 に着目すると,それぞれが受ける力はつりあっている。 また, 作用・反作用の法則から、 AとBが互いにおよ ぼしあう力の大きさは等しい。 (2) A, B のばねの伸 びをxi [m], x2 [m] とし, フックの法則を用いて式を 立てる。 解説 (1) Aは、天井か ら上向きに力F1, B から 下向きに弾性力 F2 を受け, Bは, A から上向きに弾性 F3, おもりから下向き に力Fを受ける。 また, おもりは,下向きに重力 FA 2.0×9.8=19.6N, B から上 向きに弾性力 Fs を受ける。 各物体が受ける力はつ りあっているので, F₁ F2=F3 F=F5 したがって, F3 19.6N F-F2=0 F3-F4=0 Fs-19.6=0 また, AとBが互いにおよぼしあう力 F2, F3, Bと おもりが互いにおよぼしあう力 F4,F5 は, それぞ れ作用・反作用の関係にあるので, 糸フ に F.=F2=Fx=F=Fs=19.6 20 N すなわち, AがBから受ける力 (F2) は20N, Bが Aから受ける力 (F3) は20Nとなる。 (2) A,B の伸びをそれぞれx [m], x2 [m]とすると Aの弾性力は98x1 [N], B の弾性力は196x2 [N] と 表され, (1) の結果から、 どちらもおもりが受ける重 力 19.6N と等しいので、 98x1=196x2=19.6 したがって, x=0.20m,x2=0.10m である。 m. B Advice ある物体が受ける力のつりあいの式を立てる とき, その物体が受ける力のみを考え、他の物体が受け る力を考慮する必要はない。
力のつりあい

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