50.F-xグラフ
解答
(1) ばね定数 (2)(3)1/12倍
指針フックの法則から,F-xグラフの傾きが表
している物理量を考える。
解説 (1) フックの法則 「F=kx」 から, F-x
ラフの傾きは、ばね定数を表している。
(2) F-xグラフの傾きは, ばね定数を表す。 図から、
グラフの傾きが大きいのはAである。
A
40=
2.4.
(2) ばね定数が40N/mのばねに取り換え, (1) と同じ力でばねを押し縮め
たとき, ばねの縮みは何mか。
24=40x
105 思考
0.6
513
50F-xグラフ 2本のばねA,Bについて FA
引っ張る力Fと, ばねの伸びxとの関係を調べたとこ
3、図のようなF-xグラフが得られた。次の各問に
答えよ。
(1) グラフの傾きは何を表しているか述べよ。
B
(3) ある力F でばねを引っ張っ
たとき, ばね A, B はそれぞれ
X, XB だけ伸びたとする(図)。
A, B のばね定数ka, kB は, グ
ラフの傾きに対応するので,
FA
B
Fo
(2) ばねA,Bのどちらのばね定数が大きいか。
0 XA XB
x
Fo
Fo
kA=
kB=
XA
XB
Aの伸びは,Bの伸びの半分であったので、
2x=xBから,
Fo Fo
1
kB=
=
-KA
XB 2xA 2
したがって, Bのばね定数はAのばね定数の 1/12 倍
である。
別解 (3) 同じ力を加えているので,フックの
法則から,
F=RAXA
F=kBXB
RAXA=kBxB
Aの伸びはBの伸びの半分であったので,
XA
XB
kB=
11/23 である。したがって,
XA
XB
-KA
同じ力を加えたとき,Aの伸びはBの半分であった。 Bのばね定数は
Aのばね定数の何倍か。 ただし, 分数のまま答えてよいものとする。
50
