ばねと圧力を考えよう~ばねと圧力の関係~|岡山の進学塾|加藤学習塾・個別指導塾

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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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