物理
高校生
解決済み
(2)有効数字を問わないなら、19.6Nでも大丈夫ですか?
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知識
62. 弾性力と垂直抗力図のように、水平面上に
置かれた質量 3.0kgの物体に軽いばねをつけて、 鉛直上向
きに引く。 ばねの自然の長さを 0.300m、 ばね定数を196
N/m、重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。
(1) ばねの長さが 0.350mになったとき、 物体がばねから
受ける弾性力の大きさは何Nか。
00000
3.0kg
(2) (1) のとき、 物体が面から受ける垂直抗力の大きさは何Nか。
62. 弾性力と垂直抗力
解答 (1) 9.8N (2) 20 N (3) 0.45 m
指針 物体は、重力、面から垂直抗力、 ばねから弾
性力を受けて静止しており、それら3つの力はつりあ
っている。
解説 (1) ばねの伸びは、 0.350-0.300=0.050m
である。 フックの法則 「F=kx」から、ばねの弾性
力の大きさは、 F=196×0.050=9.8N
(2) 物体が受ける重力の大きさは、
000
N
公式「W=mg」から、
F
W = 3.0×9.8=29.4N
9.8N
垂直抗力の大きさを N[N] とする
と、物体が受ける力は、図のよう
になる。 力のつりあいの式を立て
ると、
W
29.4 N
9.8+N-29.4=0 N=19.6N
20 N
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