フックの法則とは？
フックの法則は、理想的な弾性ばねのふるまいを表す法則です。ばねが及ぼす力は、自然な状態（つり合いの位置）からどれだけ引き伸ばされたか、または縮められたかに正比例します。この関係は \(F = -k \cdot x\) と表され、F は復元力（単位：ニュートン N）、k はばね定数（単位：ニュートン毎メートル N/m）、x は変位（単位：メートル m）です。マイナス符号は、力が常に変位とは逆向きに働き、ばねをつり合いの位置へ引き戻す（または押し戻す）ことを示しています。
この計算ツールの使い方
まず、ばね定数 k を入力します。これはばねの硬さ（剛性）を表す値で、大きいほど硬いばねになります。次に変位 x を入力します。これはばねが引き伸ばされた距離（プラス）または縮められた距離（マイナス）です。すると、計算ツールが復元力 F を返します。結果がマイナスになるのは、力が自然な位置へ向かっていることを意味するだけです。「力の大きさ」の行には、その力の絶対値（強さそのもの）が表示されます。
公式の解説
$$F = -k \cdot x$$ では、変位を2倍にすると力も2倍になり、剛性を2倍にしても力は2倍になります。フックの法則が成り立つのは、ばねの弾性限界の範囲内だけです。引き伸ばしすぎると材料が永久に変形してしまい、この比例関係は崩れます。
計算例
たとえば、ばね定数 \(k = 100 \text{ N/m}\) のばねを \(x = 0.2 \text{ m}\) だけ引き伸ばすとします。すると $$F = -100 \times 0.2 = -20 \text{ N}$$ となります。復元力の大きさは 20 N で、つり合いの位置に向かって働きます。
よくある質問（FAQ）
なぜ力がマイナスになるのですか？ マイナス符号は、その力が復元力であることを示しています。復元力は常に変位の向きと反対に働きます。
どの単位を使えばよいですか？ k にはニュートン毎メートル（N/m）、x にはメートル（m）を使うと、力はニュートン（N）で求められます（SI単位）。
フックの法則はいつでも当てはまりますか？ いいえ。弾性限界の範囲内にある小さな変形に対してのみ正確です。それを超えると、ばねは非線形なふるまいをします。
