物理を教えて下さい! 自然の長さ20cmのばねに、24Nの力を加えると、ばね全体の長さが40cmにな

物理を教えて下さい!
自然の長さ20cmのばねに、24Nの力を加えると、ばね全体の長さが40cmになってつりあった。
（1）ばねの定数kを求める
（2）2つの力がつり合う条件。

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2018/05/14 20:01

ばねの「復元力」は、「伸びた、あるいは縮んだ長さ」と「復元力の大きさ」が一定の比例比例になります。

その「比例定数」が「ばね定数：k」です。
つまり、「復元力の大きさ：F」と「伸びた、あるいは縮んだ長さ：x」とは
　F = -kx
の関係になります。「マイナス」が付いているのは、「x が縮み（マイナス）なら、復元力は伸びる方向（プラス）」「x が伸び（プラス）なら、復元力は縮む方向（マイナス）」という関係だからです。
ただし、通常 x は「メートル(m)」で表わし、ばね定数は「N/m」の単位で表します。

(1) 24Nの力を加えたときにつり合っているので、ばねの復元力は -24Nで、「自然の長さ20cm = 0.2m」が伸びて「ばね全体の長さが40cm = 0.4m」になったのですから
　　-24 = -k(0.4 - 0.2) = -0.2k
よって
　　k = 24/0.2 = 120 (N/m)

(2) 「2つの力」とは何ですか？　問題文を正しく写していますか？　確認してください。