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。
(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は
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。