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ばねと圧力を考えよう～ばねと圧力の関係～
加藤学習塾ブログ
2022/12/23
みなさん、こんにちは。
さて、問題です。
①１００ｇのおもりで２ｃｍ²の場所に力を加える
②２００ｇのおもりで５ｃｍ²の場所に力を加える
①と②のどちらが、圧力がかかりますか。
圧力の公式はN（ニュートン・約１００ｇにかかる重力が１N）をｍ²（１ｍ²＝１００００ｃｍ²）で割ればよいので、
①は１N÷０．０００２ｍ²で、５０００N/ｍ²です。②は２N÷０．０００５ｍ²で、４０００N/ｍ²ですね。
よって、①の方が圧力がかかります。
ここに、ある作業を加えます。
③ばねにつるした１００ｇのおもりをある場所に徐々に下ろしていき、２ｃｍ²の場所に力を加えていく
④：③で使用した同じばねにつるした２００ｇのおもりをある場所に徐々に下ろしていき、５ｃｍ²の場所に力を加えていく
こうなるとどうなるでしょうか？
①②との違いは、ばねがおもりを引っ張る上向きの力が加わることです。
ばねがおもりを引っ張る上向きの力が加わった分だけ、ある場所にかかる力は弱まります。
よって、ばねがどれだけおもりを引っ張るかによって、③と④の圧力の大小関係が変わります。
③において、ばねがおもりをかなり引っ張り上げていれば、④の方が圧力がかかるパターンや、③も④もあまりばねがおもりを引っ張っておらずある場所に力がかなりかかっておれば、③の方が圧力が高くなります。
機械力学では、こうしたことも視野に入れながらばねを応用しています。
おもしろいですね。
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