ばねの弾性力、高校物理

質問

（本の内容）
図のように右向きを正とするとき、
ばねの伸び縮みした長さをｘ（ｍ）ばね定数をｋ（N／ｍ）、Nは弾性力とするとき、N=－ｋｘ
（自分で考えた例）
(1)ｘ＝５ｍ、ｋ＝１／２のとき、N=ー２，５、左向きの弾性力（引き延ばした力への反作用）
(2)ｘ＝－５ｍ、k＝１／２のとき、N＝２，５、右向きの弾性力（縮ませた力への反作用）
です。
（疑問）
（１）私の考えた例とその説明は合っていますか?
（２）ばね定数が正ならば、上の力の向きは正しいのですが、いつでもばね定数は正なのでしょうか?
また、私は力の向きの判断がまだよくわからないのですが、（上の例ではなんとなくでやってしまった）
教えてください。

回答No.2

NemurinekoNya · ベストアンサー

こんばんはです。

☆(2)ｘ＝－５ｍ、k＝１／２のとき、N＝２，５、右向きの弾性力（縮ませた力への反作用）
◇バネの変位xがマイナス、ｘ＝－５ｍというわけですから、バネは圧縮されているわけでしょう。手はバネを左側に押しているので、反作用としてバネは手を右側に押し返します。つまり、バネの弾性力（反力）は正の向きに働いている、というわけです。
式で書くと、
　F = -kx = -1/2×(-5) = 2.5
となります。
逆に、弾性力F=2.5、変位x = -5としてバネ定数を求めると、
k = -F/x = -(2.5)/(-5) = 2.5/5 = 1/2
となります。

☆（２）ばね定数が正ならば、上の力の向きは正しいのですが、いつでもばね定数は正なのでしょうか?
◇バネ定数は、上で計算したとおり、正になります。
力学は、力や変位xの向きを考えないといけないので、難しいですよね。

回答No.1

中村 拓男（@tknakamuri）

>（１）私の考えた例とその説明は合っていますか?
合ってます。

>（２）ばね定数が正ならば、上の力の向きは正しいのですが、いつでもばね定数は正なのでしょうか?

K が負なら延ばすと押してくる奇妙なばねになりますね(^^;