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弾性力による位置エネルギー

弾性力による位置エネルギー

伸びたばねにつながれた物体は,ばねが自然長(natural length)にもどるとき,ある速さになり,運動エネルギーをもつ.このように伸ばされたばねにつながれた物体は,仕事をする能力,すなわち,エネルギーをもつ.これを,弾性力による位置エネルギーという.

ばね定数 kN/m のばねが,自然の長さから xm 伸びたり,あるいは縮んだりしているとき,ばねにつながれた物体の弾性力による位置エネルギー U J は,ばねの自然の長さの位置を基準にとると,次式で表される.

U= 1 2 k x 2




物体を引っ張って,ばねを自然長から xm だけ伸ばすと大きさの F=kxN 弾性力を縮もうとする向きに向ける.このとき物体を引っ張る力がした仕事は,左図斜線の面積で表され,これはばねのもつ弾性力による位置エネルギー U J に等しい.



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学生スタッフ作成

2016年4月20日

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金沢工業大学

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