H28年 国家一般職(高卒 技術) No.15 物理　解説

　問 題　　　　　

図は、長さ 1. 0 m の軽いばねの自然長からの伸びと、発生する弾性力の関係を表している。このばねを自然長から 0. 25 m 伸ばしたとき、ばねに蓄えられる弾性エネルギーはおよそいくらか。

1.  0. 25 J
2.  1. 0 J
3.  2. 5 J
4.  5. 0 J
5.  20 J

 

 

 

 

 

　解 説　　　　　

ばねの弾性力による位置エネルギー U_ばね = 1/2 kx² です。これは基礎知識です。また、ばねなのでフックの法則を思い出します。F = kx です。

0.25m で F = 20 なので k = 80 です。
従って、求める弾性エネルギー U = 1/2 × 80 × (0.25)² = 5/2 = 2.5 です。

以上より、正解は 3 です。