中学校では、「フックの法則」について学習しますが、「フックの法則」を説明することはできますか？
この記事では、「フックの法則とは」「フックの法則の例」などについて解説しています。
それでは早速、「フックの法則」について、一緒に学習していきましょう！
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0. 「力」の記事 一覧
「力」に関係する記事の一覧です！
今、学習している内容がどこにあたるか確認しておきましょう！
1. フックの法則とは
「フックの法則」とは、「ばねの伸びる長さ」 は 「ばねに加わる力の大きさ」に比例するという法則のことです。
ここでいう「ばね」というのは、下の図のような普通のばねのことです。
日常の生活では、あまり見かけることがないかもしれませんが、物理では「ばね」がよく登場します。
「フックの法則」という言葉だけ聞くと、難しそうに聞こえますが、あまり構えすぎず学習していきましょう！
2. フックの法則の例
「フックの法則」は、「ばねの伸びる長さ」と「加わる力の大きさ」が比例するということでしたね。
これをふまえて、「フックの法則」の例について説明していきます！
ここに、元々の長さが３cmのばねがあります。
このばねは、１N の力を加えると、２cm 伸び、５cmになります。
次に、このばねに２Nの力を加えると、４cm 伸び、７cmになりました。
また、このばねに３Nの力を加えると、６cm 伸び、９cmになりました。
さらに、このばねに４Nの力を加えると、８cm伸び、11cmになりました。
表をみてみると、「ばねに加えた力」と「ばねの伸びた長さ」が一緒に、２倍・３倍・４倍 と増えていきました。
このような、２倍・３倍・４倍と増えていくような関係を「比例関係」といいます。
では、これまでの内容をふまえて、１つ質問です。
【 質 問 】
このばねに、「５N」の力を加えたとき、ばねは何cm伸び、ばね全体の長さは何cmになるでしょうか。
「ばねの伸びる長さ」と「ばねに加えた力」は、比例関係なので、これまで通り５倍すればよさそうですね。
したがって、答えは「ばねの伸びた長さ」が「10cm」、「ばね全体の長さ」が「13cm」となります。
このように、「ばねに加えた力」と「ばねの伸びた長さ」は、必ず「比例関係」になります。
理科では、このことを「フックの法則」といいます。
3. まとめ
今回は、「フックの法則」について解説しました。
最後に、フックの法則のポイントをおさらいしておきましょう！
① 「フックの法則」は、「ばねの伸びる長さ」と「ばねに加える力」が比例するという法則のこと。
② 「ばねの伸びる長さ」と「ばねに加える力」は、２倍・３倍・４倍 … と増えていく。
③ ② のような関係を「比例関係」という。
最後まで読んでいただき、ありがとうございました！
