問1 ばね定数が400 N/m で質量の無視できるばねの一端をつるしたところ，ば…
問1 ～問4 に答えよ。
問1 ばね定数が400 N/m で質量の無視できるばねの一端をつるしたところ，ばねの長さは 14 cm であった。このばねに，質量2 kg の物体をつるすと，ばねの長さは19 cm になった。 この実験から考えられる重力加速度の大きさは何m/s2 か。次の1 ～4 のうちから一つ選べ。
- 1 8伸びを4cmとした場合などに出る値です。
- 2 9実際の重力加速度に近い値ですが、この実験の数値からは10が得られます。
- 3 10400×0.05＝20N、20÷2＝10m/s2となります。
- 4 11伸びを5.5cmとした場合などに出る値です。
解説
正解は3です。ばねの伸びは19cmから14cmを引いて5cm、メートルに直すと0.05mです。フックの法則から、ばねが物体を引く力は400×0.05で20Nとなります。この力が物体にはたらく重力とつり合っているので、20＝2×gが成り立ち、重力加速度は10m/s2と求められます。長さではなく伸びを使う点に注意してください。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00005.htm）を加工して作成