私たちは日常生活の中でいくつかの泉に出会います。それらは、自動車のショックアブソーバーの隣、ノートパソコンのスパイラルなどに存在します。バネは簡単に作ることができます。硬いワイヤーを鉛筆に巻き付けるだけで、螺旋バネが完成します。ばねを圧縮または伸長するときに及ぼす力は、巨視的にはばねを最初の長さに戻そうとする力として説明できます。
上の図を見てみましょう。この図では、水平面上に配置され、同じ水平面上で支持されているブロックに接続された軽いコイルばねを考えています。スプリングが伸びていないときは、ブロックに力がかかりません。ただし、スプリングが伸びるとブロックに力がかかります。したがって、スプリングが伸びるほど、ブロックにかかる力も大きくなると言えます。
ばねを圧縮または引き伸ばす外力に反応する力を弾性力と呼びます。バネの反力は、その形状に生じた変化を元に戻すように作用します。それが私たちがそれを修復力として分類する理由です。
ばねが受ける変形を通じて、弾性力の強さを決定できます。上の図を基にして、ばねの自由端に力を加えて、一定の変形 x を引き起こしてみましょう。弾性力は反力であるため、変形させる力と同じ強さで反対方向になります。
したがって、ばねが受ける変形 x は、ばねの端に加えられる力の強さに正比例することがわかります。したがって、加えられる力が大きくなるほど、ばねの変形も大きくなります。比例の法則は科学者ロバート・フックによって提唱されたため、フックの法則と呼ばれました。この法則により、受けた変形に応じて弾性力の係数を計算することができます。この比例関係を表す式は次のとおりです。
フェルスト=kx
モジュール内のフックの法則方程式。
上の式で、Felást は、バネが変形する各瞬間に及ぼす弾性力です。弾性力はニュートン (N) で測定されます。 x はバネが受ける変形であり、メートル (m) 単位で測定されます。 ek はバネの特性である比例定数であり、ニュートン/メートル (N/m) で測定されます。
この主題に関連するビデオ レッスンをぜひご覧ください。