![](http://oshiete.xgoo.jp/images/v2/pc/qa/question_title.png?5a7ff87)
A 回答 (4件)
- 最新から表示
- 回答順に表示
![](http://oshiete.xgoo.jp/images/v2/common/profile/M/noimageicon_setting_01.png?5a7ff87)
No.4
- 回答日時:
水平に置いたバネの長さをaとします。
(状態A)同じバネを垂直にします。このときの長さをbとします。(状態B)
バネの重さがあるのでa<bとなります。
それぞれのバネの長さa,bを自然長としてそれぞれの状態A,Bで伸びに対する弾性力を測定していけば、直線は原点を通ります。
状態Bで自然長をaとしたグラフを描けば当然原点は通りません。
自然長がAだろうがBだろうが、それぞれの状況から伸びる長さが同じなら弾性力は変わりません。それはF=-kxの式を見れば分かると思います。(あくまで、弾性力を求めるには伸びの長さが重要で、自然長は関係ない。)
上記の式は理想的な線形バネ(伸びと弾性力が比例するバネ)を想定しています。私は建築は専門ではないのですが、この式を建築や工業製品などに応用する際の注意点を挙げるとするならば次のことが言えると思います。
現実のバネには伸びの限界というものがあります。限界を超えてバネを伸ばすと、バネが伸びきって弾性力が弱まります(イメージできますよね?)。この状態では弾性力は伸びに単純に比例しなくなります。結果、期待している弾性力が得られず、強度計算などに誤差が出てくる可能性があります。
ですので、建築など、現実用途に用いる際はAの状態にあるのかBの状態にあるのかを検討することは確かに重要だと思います。
だがしかし、弾性が保たれている範囲内ならば、もとの状態に関係なく、同じだけ伸ばしたなら同じだけの力が働きます。
No.3
- 回答日時:
バネ定数をkとします。
自重を0とします。
質量mのおもりAをぶら下げた時の伸びをaとします。
mg=ka (1)
です。
さらに質量MのおもりBをぶら下げます。伸びをbとします。
(m+M)g=kb (2)
です。
おもりBをぶら下げた事による新たな伸びはb-aです。
(2)-(1)を作ると
Mg=k(b-a)
が成り立っています。
これはAのぶら下がっている位置を基準としての伸びと新たにぶら下げたおもりの質量の関係が同じkを使った比例関係にあるということを意味しています。
おもりAの質量をバネの自重と読み替えると御質問の内容になります。
No.2
- 回答日時:
ちょっと何を言っているのか理解しずらいのですが。
ばねの伸びはどこから測るのですか。
自重で伸びようが、すでに一定の錘をぶら下げて伸びようが、ばね定数は変わらないのでしょう。さらに錘をぶら下げたとき、伸びはその錘をぶら下げる前との差として測るのではないのですか。だとしたら、伸びと重さは比例して、原点を通ることになりませんか。
ばねを横にした状態の長さと比べるなら別ですが、この状態での「自然長」って、やたらに測りにくくないですか。
ご回答ありがとうございます。質問内容に不足がありました件についてお詫びいたします。
ばねの伸びは、ばねを鉛直につるした状態(ばねそのものの重さを無視するならば"自然長")からの"伸び"というつもりで質問いたしました。
ばね定数はばねの固有の値であり、直線の傾きですからokormazd様の仰るとおり不変です。
伸びと重さはほぼ比例するのですが、それを実験的に確かめると必ずしも原点を通らないことがあると当方は認識しております。
例えば橋の建設に使われるような巨大な耐震用のばねは、ばね自身がトン単位の重さです。したがって鉛直につるすと無視できない長さで伸びますが、このときのばねの全長を自然長としてしまうと、水平にした状態と鉛直にした状態で同一の(自然長からの)ばねの伸びxに要する力の大きさが変わってきてしまいます。つまり鉛直にして十分伸びきった耐震用ばねを3m伸ばすのと、水平に寝かせた耐震用ばねを3m伸ばすのでは、やはり要する力が異なるような気がいたします。(F=-kxのxは自然長からの伸び)
それでも"自然長"を、ばねを鉛直にしたときの全長と定義するのならば、前述の「ばね定数が不変」に矛盾すると思われますが、いかがでしょうか。
ご指摘ありがたく頂戴いたしました。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 数学 数学三 複素数平面 添付してある画像の問題において、「点Cは半直線AB上にある」という記述があります 1 2023/06/17 11:28
- 物理学 材料力学の問題です。2問あります。 解き方を教えていただきたいです。 (1)長さl,底面の半径をrの 1 2022/06/09 23:54
- 物理学 物理の単振動の問題で分からない所を教えてください 1 2023/05/10 20:59
- Excel(エクセル) エクセルのグラフに上下限値の横棒を表示させたい 5 2022/12/12 11:09
- 物理学 質量とは何か? 6 2023/04/17 20:44
- マッサージ・整体 18歳・男性・身長166cmです。 身長を伸ばしたいです。母が155cm・父が163cm・兄が167 4 2022/06/06 16:08
- 数学 『Cの微分.2』 3 2023/02/15 19:47
- 筋トレ・加圧トレーニング 体に関しての質問です。 さきほどtiktokを見ていたのですが、気になることがあったので教えてほしい 1 2023/07/05 23:29
- その他(ヘルスケア・フィットネス) 僕ってあと身長4cmしか伸びないんですか? 7 2022/07/29 20:16
- ハロウィン インスタのフォロワー数が中々伸びない事でこの場を借りて質問します。 インスタを始めて1ヶ月 フォロワ 4 2022/07/17 20:28
このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています
このQ&Aを見た人がよく見るQ&A
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
延びてしまったおもちゃのバネ...
-
ばねの作用反作用の問題が解説...
-
F=kx とF=2分の1kx二乗って...
-
物理。これらのバネの伸びが同...
-
衝突のときの接触時間について
-
バネ振り子のバネの長さをもと...
-
力の定数の文字としてk以外何が...
-
ばねの強さは何で決まるのでし...
-
ばねに関する問題です.
-
物理Iのばね定数について
-
自転車のスタンドバネの取り付...
-
★☆ばねについての質問です☆★
-
物理基礎の力学的エネルギーの問題
-
教えてください! 宅浪者で聞く...
-
昨日トイレの窓の事で質問させ...
-
『ばねの質量』を考慮に加えた...
-
物理のエッセンスの例題なので...
-
食後の体重が600g増えてたんで...
-
高校物理 ばねの問題です
-
イスの修理
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
延びてしまったおもちゃのバネ...
-
F=kx とF=2分の1kx二乗って...
-
ばねの作用反作用の問題が解説...
-
バネ振り子のバネの長さをもと...
-
単語の意味を教えてください。
-
真空遮断器(VCB)について
-
バネ定数のことに関して
-
ばねの強さは何で決まるのでし...
-
高校物理
-
小球がばねを離れる位置
-
カラビナの構造
-
ばねを半分に分けるとばね定数...
-
食後の体重が600g増えてたんで...
-
ばねの伸びとおもりの重さ(弾...
-
バネ定数100N/mのバネに質量10k...
-
(3)がわかりません
-
バネの位置エネルギー
-
フックの法則が成り立たない、ばね
-
物理。これらのバネの伸びが同...
-
自転車のスタンドバネの取り付...
おすすめ情報