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ばねの伸びの計算は？1分でわかる計算方法、意味、問題の解き方
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ばねの伸びxは「力÷ばね定数」で計算します。ばねの伸びを求める公式は「x=f/k」です。例えば、ばねに作用する力が10N、ばね定数が50N/mのとき、ばねの伸びは「x=f/k=10/50=0.2m=0.2×100=20cm」です。ばね定数とは、「ばねのかたさ」です。ばね定数の大きいばねの方が、変形が小さくなります。今回はばねの伸びの計算、意味、問題の解き方について説明します。ばね定数の意味、直列バネ、並列バネの計算は下記をご覧ください。
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ばねの伸びの計算は？意味
ばねの伸びxは「力÷ばね定数」で計算します。ばねの伸びｘを求める公式を下記の通りです。
ｆは力、ｋはばね定数です。上式は、力と変形が比例関係にある「f=kx」をｘ＝の形に下式です（f=kxとなる関係をフックの法則といいます）。実際にばねの伸びを計算しましょう。
力が5Ｎ、ばね定数ｋ＝100Ｎ／ｍとします。ばねの伸び＝5÷100＝0.05ｍ＝0.05×1000＝50mmですね。ばね定数の計算は下記をご覧ください。
ばね定数とは？1分でわかる意味、公式、ヤング率、単位、求め方
また、ばねを「直列」や「並列」につなぐ場合、伸びを計算する式が変わります。直列ばね、並列ばねの詳細は下記が参考になります。
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ばねの伸びを求める問題
下図に示すばねの「伸び」を計算してください。
「力÷ばね定数」を計算すれば良いので簡単ですね。
ばねの伸び＝20N÷40N/m＝0.5ｍ
次に下図をみてください。ばねAに力1Ｎを作用させたとき伸びは1cmでした。ばねＡと同じ材料を用いたばねＢには2Ｎを作用させました。
ばねＢの伸びを求めてください。ばねＡ、Ｂ共に、ばね定数は分かりません。ただし、ばねＡの伸びと力の関係が明からです。また、ばねＡとＢは同じ材料なので「ばね定数も同じ」だと分かります。よって、
です。ばね定数の意味、計算は下記が参考になります。
ばね定数とは？1分でわかる意味、公式、ヤング率、単位、求め方
バネ定数の計算は？1分でわかる意味、計算、公式、直列バネ、並列バネの関係
まとめ
今回は、ばねの伸びの計算について説明しました。ばねの伸びｘは「x=f/k」で算定します。ｆは力、ｋはばね定数です。ばね定数は「材料（ばね）固有の値」です。また、f=kxをフックの法則といいます。「力と変形は比例関係になる」という大切な式なので是非勉強しましょう。下記が参考になります。
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- 名前 ハナダユキヒロ/MITUME lab主宰.（筆者のコラムはこちら）
- 2010年 弊サイトを開設
- 2010～2017年 国立大学大学院修了
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