弾性力は、オブジェクトは、その形状の変化に抵抗するために発揮する力です。それは、変形力の作用下にあるときにその形状を取り戻す傾向があるオブジェクトに現れます。
弾性力は、変形に対抗してオブジェクトを平衡位置に戻すため、復元力とも呼ばれます。弾性力の伝達は、オブジェクトを構成する粒子を介して行われます。
ばねの弾性力
たとえば、金属製のばねが圧縮されると、ばねの粒子を押す力が働き、ばねの粒子間の距離が減少すると同時に、圧縮とは逆の力を加えることによって粒子が押し込まれるのを防ぎます。
ばねを圧縮する代わりに引っ張って伸ばすと、それを構成する粒子がさらに分離されます。同様に、粒子は、引き伸ばしとは逆の力を加えることによって分離されるのを防ぎます。
変形力に対抗して元の形状に戻る性質を持つ物体を弾性物体と呼びます。ばね、ゴムバンド、バンジーコードなどが弾性オブジェクトの例です。
弾性力とは？
弾性力（F k）は、外力の影響を受けた後、オブジェクトが自然なバランスの状態を取り戻すために及ぼす力です。
弾性力を分析するために、一端に壁に取り付けられ、他端に無視できる質量のブロックに取り付けられた水平に配置されたばねで構成される理想的なばね質量システムが考慮されます。摩擦力や重力など、システムに作用する他の力は考慮されません。
壁に向けられた水平方向の力が質量に加えられると、それはばねに向かって伝達され、圧縮されます。ばねが平衡位置から新しい位置に移動します。物体は平衡状態を保つ傾向があるため、加えられた力に対抗するばねの弾性力が現れます。
変位は、ばねの変形量を示し、弾性力はその変位に比例します。ばねが圧縮されると、位置の変化が大きくなり、その結果、弾性力が大きくなります。
スプリングが圧縮されるほど、加えられた力と弾性力のバランスがとれるポイントに到達するまで、スプリングに作用する力が大きくなり、その結果、スプリング-質量システムが停止します。力の適用を停止すると、作用する力は弾性力のみになります。この力は、ばねが平衡状態に戻るまで、変形とは反対の方向にばねを加速します。
バネを伸ばしてマスを水平に引っ張るときにも同じことが起こります。ばねは伸ばされ、伸張に対抗する変位に比例した力を即座に発揮します。
フォーミュラ
弾性力の式はフックの法則で表されます。この法則は、オブジェクトによって加えられる線形弾性力が変位に比例することを述べています。
F K =-k.Δ 秒
F k =弾性力
フックの法則。伸縮に比例する弾性力。
方程式の負の符号は、ばねの弾性力が変位を引き起こした力と反対方向であることを示します。比例定数kは、ばねが作られている材料のタイプに依存する定数です。定数kの単位はN / mです。
弾性オブジェクトには、変形定数に依存する弾性限界があります。弾性限界を超えて伸びると、永久に変形します。
方程式yは、ばねの小さな変位に適用されます。変位が大きい場合、Δxのパワーが大きい項が追加されます。
弾性力と呼ばれる運動エネルギーと位置エネルギー
弾性力は、ばねを平衡位置に向かって移動させることにより、ばねに作用します。このプロセス中に、ばね質量システムのポテンシャルエネルギーが増加します。弾性力による仕事によるポテンシャルエネルギーは式で表されます。
ポテンシャルエネルギーはジュール（J）で表されます。
変形力が加えられていない場合、ばねは平衡位置に向かって加速し、ポテンシャルエネルギーを減少させ、運動エネルギーを増加させます。
マススプリングシステムが平衡位置に到達したときの運動エネルギーは、方程式によって決定されます。
ばね定数kは35N / mです。
スプリングを5cm変形させるには1.75Nの力が必要です。
60Nの力で20cm伸ばしたばねのたわみ定数は？
ばね定数は300N / mです
ポテンシャルエネルギーの獲得
10cmに圧縮されたバネの弾性力と20N / mの変形定数によって行われる仕事を参照するポテンシャルエネルギーは何ですか？
ばねの弾性力は-200Nです。
この力はばねに作用して、ばねを平衡位置に移動させます。この作業を行うと、システムの潜在的なエネルギーが増加します。
ポテンシャルエネルギーは次の式で計算されます
参考文献
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