高卒認定試験 物理基礎 H27-1 大問1 問3 解説+解答

解説:

おもりにかかる力を、斜面に平行な方向と、斜面に直角な方向に分解すると、下図のようになる。

従って、ばねを伸ばす力は、
[math] mg\sin{30} = \frac{1}{2}mg [/math]
となる。

ばねの公式:
[math] F = kx [/math]
力:[math] F[N] [/math]:ばねを引く/押す力
ばね定数:[math] k [/math]
ばねの伸び:[math] x[m] [/math]

[math] \frac{1}{2}mg [/math]の力で、ばねは、自然長から[math]a[/math]だけ伸びたので、
ばね定数を[math]k[/math]とすると、
[math] \frac{1}{2}mg = k \times a[/math]
[math] k = \frac {mg} {2a} [/math]
となる。

以上。