フックの法則

概要

ばねを手で引っ張って伸ばすと、ばねはもとの長さ（自然長）に戻ろうとして、手に伸びと反対向きの力を及ぼす。逆に手でばねを縮めた場合も、ばねは手に縮みと逆方向の力を及ぼす。このように、力が加わって変形した物体がもとに戻ろうとするときの力を弾性力または復元力という。

弾性力のうち、ばねの弾性力に関して、その大きさ と伸び縮みの長さ が比例することが知られている。つまり、伸びが2倍になると、ばねの弾性力が2倍になるということだ。これをフックの法則といい、比例定数を とすると次の式で表される。 この比例定数 をばね定数とよぶ。 が大きいほど、伸び に対する弾性力が大きくなるので、 の大きさはばねの強さを表しているということが分かるはずだ。 は一般にばねによって異なり、形状や材質によって決まっている。

例

【問】ばね定数 のばねに質量 のおもりをつるした。このときのばねの伸び を求めよ。

【答】おもりにはたらく力を考えると下図のようになる。おもりについて鉛直方向の力のつり合いを考えると と求まる。

補足

フックさんの名前は、このフックの法則でしか知らない人が多いと思うが、実はいろんな業績を残している。例えば、生体の最小単位をcell（細胞）と名付けたのも、実は同じフックさん。

晩年気難しくなってしまい、論争に色々と首を突っ込んだせいで、あまり歴史に名を残さなかったと言われている、少しかわいそうな人である。