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ばねに蓄えられた弾性エネルギー

(1)例題

軽いばねの一端を固定し、他端を大きさ20Nの力で引っ張ったところ、ばねの伸びは0.20mとなった。このときの、ばねに蓄えられた弾性エネルギーは何Jか。

(2017年センター試験本試物理基礎第1問問2)

(2)答案

ばね定数をk〔N/m〕とすると、フックの法則より
20=k×0.20
∴ k=100〔N/m〕

よって、このときばねに蓄えられた弾性エネルギーU〔J〕は
U=½×100×0.202=2.0〔J〕

(3)解法のポイント

弾性エネルギーの公式を使うのですが、今回ばね定数が与えられていないので、まずはフックの法則を使ってばね定数を求めるところから始めます。

(4)必要な知識

①フックの法則

②弾性エネルギー

(5)参考

☆仕事とエネルギーの勉強法はこちら→仕事と力学的エネルギー

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☆力学の勉強法はこちら→力学の勉強法

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