💡 ヒント:弾性力(伸び・縮みの読み取り)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

ばねを「○ cm 伸ばす(または縮める)のに必要な力」を求める問題、あるいはその逆で「ある力を加えたときの伸び」を求める問題です。フックの法則 \(F = kx\) の典型的な応用。

ばね定数 \(k\) はばね固有の数値。1 つのばねを伸ばしても縮めても \(k\) は同じです。長さの単位(cm vs m)をそろえることに注意しましょう。

✏️ 求めるもの

(1) ばねの伸び \(x\) のときの弾性力 \(F\)
(2) ばねの縮み \(x'\) のときの弾性力 \(F'\)、または対応する条件下での値。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. ばね定数を確定:与えられた条件(例:\(x_1\) 伸ばすのに \(F_1\) 必要)から \(k = F_1 / x_1\) を求める
  2. 別の条件に適用:同じばねなので \(k\) は不変。\(F_2 = k x_2\) で別の伸びでの力を求める
  3. 逆方向(縮み)も同じ式:「縮み \(x'\)」でも \(F' = k x'\) で力が求まる
  4. 単位そろえ:\(k\) を N/m で扱うなら \(x\) も m に直す
注意

長さの単位の取り違えはミスの代表格。問題で \(k\) が「N/cm」で与えられていれば \(x\) も cm のまま計算できる。一方「N/m」なら \(x\) は必ず m に直す。