実験 ばね定数の測定 (フックの法則)
●目的
つる巻きばねについて、フックの法則を検証し、ばね定数の値を求める。
●準備
軽いつる巻きばね、スタンド、ものさし、おもり数個
●実験方法
(1)ばねの一端をスタンドに固定し、ばねが鉛 直になるように調整する。ばねに沿ってものさしを固定し、ばねの下端の位置X0を読み取る。(mm単位でよい)
(2)ばねにおもりを 1個、2個、3個、4個、5個 とつるしていき、そのつどばねの下端の位置 X1、X2、X3、X4、X5を読み取る。最後のおもりをつるしてから、今度は逆におもりを1個ずつ減らしていき、再びばねの下端の位置を読み取っていき、2つの値の平均をそ れぞれ求める。
(3)ばねののびをそれぞれ計算する。
(4)縦軸におもりにはたらく重力の大きさF[gw]を、横軸にばねののびX[mm]をとり、上で求めた結果をグラフに書く。
(5)得られたグラフの傾きから、つる巻きばねのばね定数k[kgw/m]を求める。
(6)以上の実験を別のつる巻きばねでおこなう。
注
ばねの下端を見通す視線が、ものさしに垂直になるようにして目盛りを読む。斜めの方から見ると見る角度により読み取り値が異なってくる。ばねの振動がおさまってから、目盛りを読み取ること。