■弾性エネルギーとフックの法則
物理が苦手な文子
グラフから弾性エネルギーを読み取る問題ね。やったことがあるような気もするし,ないような気もするし…
物理が得意な秀樹
グラフから弾性エネルギーを直接読み取ることはできるんだけど,まずは基本の確認をしておこうか。弾性エネルギーの式は知ってる?弾性力による位置エネルギーとも言うけど。
物理が苦手な文子
確かこうね。
物理が得意な秀樹
そうだね。問題文に「
mのとき,」とあるので,あとは
を求めればいいよね。


物理が苦手な文子

物理が得意な秀樹
そうだね。
もグラフから分かるんだけど,これも基本に戻って,フックの法則から求めてみようよ。

物理が苦手な文子
なるほど。今は
mだから,グラフから
Nね。これをフックの法則の式に入れると,


物理が得意な秀樹
ということは,弾性エネルギーはどうなるかな?
物理が苦手な文子
弾性エネルギーは,
物理が得意な秀樹
正解だ。答えは②だね。
■弾性エネルギー,バネ定数をグラフから求める
物理が苦手な文子
弾性エネルギーやばね定数を,グラフから求めるにはどうすればいいの?
物理が得意な秀樹
実は,この問題はちょっとひねってあるんだ。
物理が苦手な文子
どういうこと?
物理が得意な秀樹
普通,フックの法則のところで出てくるグラフは,横軸がばねの伸び
で,縦軸がばねに加わる力
なんだよ。そのグラフ
グラフだと,グラフの傾きがばね定数
,グラフと横軸(
軸)が囲む面積が弾性エネルギーになるんだ。





物理が苦手な文子
この問題は縦軸と横軸が普通とは反対ということね。反対にして考えればいいの?
物理が得意な秀樹
そうだね。直接求めたい場合は,縦軸と横軸を入れ替えたグラフを描いてみるといいね。
物理が苦手な文子
最初にやった解き方の方が簡単かな?
物理が得意な秀樹
どっちでもいいとは思うけど,大切なのは,「グラフの傾きはばね定数」のように,機械的に覚えちゃうと,ちょっと視点を変えた問題を出されると,対応できないので,根本からきちんと理解しておくことが大切だね。
物理が苦手な文子
分かったわ。