qGACF

図1のように、自然の長さが同じばねA(ばね定数 k)とばねB(ばね定数 K)を間隔 L で水平な天井からつり下げ、ばねの下端に長さ L の棒を取り付けた。この棒が水平に保たれるように、棒上の点Pに糸で質量 m のおもりをつり下げたところ、二つのばねは同じ長さ d だけ伸びて静止した。ただし、ばね、棒および糸の質量は無視できるものとする。

図 1

(問1)ばねの伸び d はいくらになるか。ただし、重力加速度の大きさを g とする。

(問2)qGACG

(問3)qGACH

#センター09本試

フックの法則より、

ばねAが上向きに引っ張る力は kd
ばねBが上向きに引っ張る力は Kd

これらの力が下向きの mg の力とつり合っているのだから、

    kd + Kd = mg

 ∴  d = \(\large{\frac{mg}{k+K}}\)

 

(別解)
この並列ばねの合成抵抗

    k + K

であるから、フックの法則により、

    mg = (k + K)d

と立式することもできます。