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疑問・お悩み相談室

任意の物体の重さをバネで量る実験をしたのですが誤差が生まれる・・・

【ご相談内容】 ばね初心者

任意の物体の重さをバネで量る実験をしたのですが誤差が生まれるのはなぜですか?バネ定数が小さいと誤差が少なくなるのはなぜですか?

【返答】 ばねっと君

ご投稿ありがとうございます!!

圧縮コイルばね、或いは引張コイルばねで物体の重さを測定したとして回答します。
上記のばねはたわみ(変形量)と荷重の関係が線形な特性を描くばねですが、実際のばねを測定すると、
製作上のばらつきにより、誤差が生まれます。
ばね定数についても計算上はたわみと荷重が正比例する前提での計算値ですが、実際は傾きに対して実測値は綺麗に線上のポイントでなく、ばらつきが発生します。
上記がば誤差の原因であると考えます。
ばね定数の大小によりばらつきの誤差に差があるのは、製作公差が基準値に対して設けられるためだと思います。
コイルばねの公差設定がJIS B 2704に記載されていて、2級のばね定数公差では基準値に対して±8%または±10%の公差を設定るすることができます。
例えばばね定数10N/mmのばねに対して±10%の公差を設けた場合、10N/mm±1.0となりますが、ばね定数が10倍になると公差幅も10倍になります。
そのため、ばね定数が小さいばねの方が誤差が小さかったものと考えられます。

宜しくお願いします!!!

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