消防設備士 乙種第6類 基礎的知識（機械） 練習問題 第51問: ばね定数400N/mのつるまきばねを、弾性限度内で、自然の長さから5cmだけゆっくり引き伸ばした。このとき、ばねを伸ばすのに要した仕事として、正しいものはどれか

正解: 1. 0.5J

フックの法則により、弾性限度内では、ばねを伸ばす力Fは伸びxに比例し、F＝kx（kはばね定数）となる。5cm＝0.05m伸ばしたときの力は400×0.05＝20Nで、伸ばす間に力は0から20Nまで一様に増えるので、仕事は平均の力10N×0.05m＝0.5J（＝1/2×k×x²）となり、1が正しい。2は最後の力20Nが初めから働いたとして20×0.05とした値である。3は伸ばしたときの力20N（単位はN）を仕事とした誤りである。4は伸びを5cmのままmに換算せずに、1/2×400×5²とした値である。

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