高校物理基礎 ばね定数（力学的エネルギー）

【問題】
質量mの小球を軽いばねでつるしたところ、ばねが自然の長さからdだけ伸びた状態で静止した。このときの小球の位置をPとする。重力加速度の大きさをgとする。
ばね定数kをm,d,gで表せ。

【答え】
力のつり合いよりkd-mg=0
よってk=mg/d

【質問】
このとき、力学的エネルギー保存則より
つり合いの位置を位置エネルギーの基準にして
mgd=1/2×kd^2
よってk=2mg/d
なぜこれでは答えが合わないのですか？

質問者からの補足コメント

• 静止した状態では力学的エネルギー保存則は使えないのでしょうか？

    補足日時：2018/02/12 12:04

No.2 ベストアンサー 回答者： masterkoto 回答日時： 2018/02/12 13:01

力学的エネルギー保存則は、重力、弾性力など以外には力が働いていない時にのみ成り立ちますよね。

でも今回はばねが自然の長さのとき、手で小球を持って小球がこの位置にとどっまている所を想像しているようですね。このとき、重力、弾性力以外に、手の力も加わってしまっているので、力学的エネルギー保存則が使えません。

静止した状態では力学的エネルギー保存則は使えないのでしょうか？
＞重力、弾性力など以外には力が働いていない　のであれば使えるはず。

この回答へのお礼

ありがとうございました。
納得出来ました。

お礼日時：2018/02/12 13:08

No.1 回答者： mapascal 回答日時： 2018/02/12 11:57

バネがまだ伸びてないときには、力が釣り合ってないからでしょう。

バネが自由長の状態から小球を放せばバウンドしますよね。

この回答へのお礼

つり合っている状態では力学的エネルギー保存則は使えないのですか？

お礼日時：2018/02/12 12:08