フックの法則
ばねの伸びは加える力に比例する F = kx を、ばねの伸びと F-x グラフで体感します。
4.0 N
1.5 N/cm
力 F
—
ばね定数 k
—
伸び x = F / k
—
ばねの伸び（縦断面）
F-x グラフ（傾き = ばね定数 k）
ばねを引き伸ばすとき、伸びた長さ（x）は加えた力（F）に比例します。これがフックの法則
比例定数 k をばね定数といい、ばねの硬さを表します。k が大きいほど力を加えても伸びにくく、k が小さいほど少しの力で大きく伸びます。
スライダーで力 F とばね定数 k を変え、ばねの伸びとグラフの直線がどう変わるか確かめてみましょう。
F = kx です。比例定数 k をばね定数といい、ばねの硬さを表します。k が大きいほど力を加えても伸びにくく、k が小さいほど少しの力で大きく伸びます。
スライダーで力 F とばね定数 k を変え、ばねの伸びとグラフの直線がどう変わるか確かめてみましょう。
いま何が起きている？
ここがポイント
- F = kx ── 伸びは力に比例し、グラフは原点を通る直線になる。
- グラフの傾きがばね定数 k ── k が大きいほど急な直線（硬いばね）。
- ばね定数 k は硬さの指標 ── 同じ力でも k が大きいと伸びは小さい。
- 弾性限界を超えるとフックの法則は成り立たなくなる（このシミュレーションは線形範囲のみ）。