ばねの力

3種類のばね装置でボールを弾き、ばねの性質について学ぶ。

ばねを伸ばしたり縮めたりすると、元の状態に戻ろうとする力が発生します。
この力を「弾性力」と言います。展示では、ばねの前方にボールを置き、ばねを引いて、縮めてから手を離すと、ばねが戻るときの力でボールが押し出され、前方の坂を登っていきます。
弾性力の大きさは、ばねの伸び縮みに比例して増加します。これを「フックの法則」と言います。
フックの法則F（弾性力）= k（ばね定数）× x（バネの伸び）

公式の中に現れる固有の数のことを定数と言います。
ばね定数k は、ばねによって異なる固有の数値です。

展示には、異なるばね定数を持つ3種類のばねが使用されています。

ばね定数は、ばねの硬さを示す指標であり、ある力に対してどれだけ伸びるかを示します。この数値が大きいほど硬いばね、小さいほど柔らかいばねであることを意味します。

ばね定数は、ばねの材料や太さ、巻き数や直径といった要素によって決まります。たとえば、太いばねやコイル数が少ないばねは、より硬くなり、ばね定数も大きくなります。また、材料のヤング率（材料の強さを表す指標）が高いとばねはより硬くなり、ばね定数も増加します。

ばねは、ノック式ボールペンなどの生活用品から、自動車のサスペンションや電子機器のボタン、医療機器に至るまで、さまざまなものに使われています。用途に応じて適切なばね定数を持ったばねを選定することで、精密さや安定性の向上が期待されます。