物理の問題なのですが、、(高校分野)

質問

(1)ばね定数200Ｎ/mのばねの上に物体をのせて、
ばねが自然長から5.0ｍ縮むように手で押し縮めた。

(1)このときの、物体の「弾性力による位置エネルギー」はいくらか。

(2)さらに5.0ｃｍだけ押し縮めたら、物体の「弾性力による位置エネルギー」は(1)のときの何倍か。

(2)あるばねを天井からつるし、下端に質量ｍ[ｋｇ]の物体を取り付けたところ、
ばねは自然長からｌ[ｍ]だけ伸びた。重力加速度の大きさはｇ[ｍ/ｓ＾２]とする。

(1)このばねのばね定数は何[Ｎ/ｍ]か。

(2)このときに物体が持つ、弾性力による位置エネルギーは何[Ｊ]か。

学校の物理の小テストの抜粋なのですが、解き方から答えまで一切わかりません！

どなたか、教えていただけますか？

定期テストが近いのでよろしくお願いします。

回答No.2

sanori · ベストアンサー

こんにちは。

【力の式】
弾性力　＝　ばね定数　×　伸びた距離
あるいは
弾性力　＝　ばね定数　×　縮んだ距離
です。

文字式で書くと、
Ｆ　＝　ｋｌ
です。（暗記必須）
（本当は、Ｆ＝－ｋｌ　とマイナスをつけて書くほうがよいのですが。）

【エネルギーの式】
弾性力による位置エネルギー　＝　ばね定数　×　伸びた距離　×　伸びた距離　÷　２
あるいは、
弾性力による位置エネルギー　＝　ばね定数　×　縮んだ距離　×　縮んだ距離　÷　２
です。

文字式で書くと、
Ｅ　＝　１／２・ｋｌ^2
です。（暗記必須）

(1)ばね定数200Ｎ/mのばねの上に物体をのせて、
ばねが自然長から5.0ｍ縮むように手で押し縮めた。
(1)このときの、物体の「弾性力による位置エネルギー」はいくらか。
１／２　×　２００　×　５．０^2

(2)さらに5.0ｃｍだけ押し縮めたら、物体の「弾性力による位置エネルギー」は(1)のときの何倍か。
１／２　×　２００　×　１０．０^2　－　（１）のこたえ

(2)あるばねを天井からつるし、下端に質量ｍ[ｋｇ]の物体を取り付けたところ、
ばねは自然長からｌ[ｍ]だけ伸びた。重力加速度の大きさはｇ[ｍ/ｓ＾２]とする。
(1)このばねのばね定数は何[Ｎ/ｍ]か。
伸びたところで力がつり合っているので、
ｍｇ　＝　ｋｌ
よって、
ｋ＝ｍｇ／ｌ　［Ｎ／ｍ］

(2)このときに物体が持つ、弾性力による位置エネルギーは何[Ｊ]か。
上でｋがわかったので、
１／２・ｋｌ^2　＝　１／２・（ｍｇ／ｌ）・ｌ^2　＝　１／２・ｍｇｌ　［Ｊ］

Ｆ＝ｋｌ
Ｅ＝１／２・ｋｌ^2
この２つの式、今日から一生忘れないようにしてください。

お礼

ご回答ありがとうございます。

とても参考になりました。ここまで丁寧な解説。すごいありがたいです。

これで、テストはがんばれそうです（笑）

F=kl

E=1/2kl^2

しっかり覚えます！

回答No.1

pascal3

> 学校の物理の小テストの抜粋なのですが、解き方から答えまで一切わかりません！
あんな事件（↓）の直後でも、こんなこと（↑）を平気で書く人がいるのですね。
http://service.okwave.jp/okwave/info/okwave/index.html#info_0304

まずは教科書を読みましょうよ。
問題を見ると、キーワードが2つあって
「ばね定数」と「弾性力による位置エネルギー」がキーワードです。

「ばね定数」とは何ですか？ 教科書の何ページに書いてありますか？
「弾性力による位置エネルギー」とは何ですか？ 教科書のどのあたりにありますか？

これを確認するのが先決です。
それができないうちに答えを教えるのは、勉強する機会を奪うことになります。
小テストを作った先生の仕事を妨害することになってしまうと言っても過言ではありません。

ちゃんと自分で教科書を開いて、定期テストに向けて頑張ってください。

お礼

確かに、自分のコメントは不謹慎な気がします。

それに、いろいろな点であなたのおっしゃることは、勉強になりました。

ご回答ありがとうございます。