Question

りーたん😎

質問です。
W=Fxより、W=fx つまり、W=10×0.050=0.50Jとならないのは何故なのでしょうか?
詳しく教えて下さい〜!!!
宜しくお願いします。

□123. 弾性力による仕事とグラフ図は,
あるばねの弾性力f [N] と自然の長さからの伸
びx [m]との関係を示している。 このばねをな
めらかな水平面上に置いて, 一端を壁に固定し
他端に物体をつなぐ。 次の各問に答えよ。
(1) ばねの伸びx [m] を0から0.050m とする
のに必要な仕事は何Jか。
f〔N〕↑
10
5
LO
0
0.025
x [m]
0.050

■指針 ばねを伸ばす仕事が,物体の弾性力による位
置エネルギーとなり,これは,f-xグラフとx軸と
で囲まれた部分の面積に相当する。
【解説 (1) 求める仕事は,
f-xグラフとx軸とで囲ま
れた図の斜線部の面積に等し
い。
0.050 x 10
2
=0.25 J
10
5
0
Af(N)
0.025 0.050
x[m]

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

たまご

これは難しい話を含むのですが
まず仕事WはFxとされていますが、
これはあくまでFすなわち力が一定の時のみです。
一般に仕事はFxグラフの面積になります。恐らく質問者様はまだ積分の話をされていないと思いますので一部を省きますが
Fというのが一定でない時があります。そうなるとFxの値は変化してしまいます。
これを「積分」というものを用いて仕事を表そう！となるわけです
積分は今は面積だと覚えてもらえればいいです。
例えばF=mg(一定)だったらグラフは直線だから四角形の面積は縦×横
すなわちmgx になる
で、今回ばねによる弾性エネルギーはフックの法則より Fとxは比例することから図のようになります
この時仕事は面積だから三角形の面積より0.050×10/2=0.25Jとなります
少し内容が難しいものがありますが今のところは面積で覚えて貰えたら、高校物理は大丈夫です

りーたん😎

コメントありがとうございます。
そうなのですね🤔
一定でないからFの値が変化するためにそのようなグラフになって、Wはグラフの面積だから解説のような式が出てくるのですね!!
納得です～!
コメント有り難いです。
ありがとうございました。