Об этом инструменте
Калькулятор закона Гука и пружины — это бесплатный браузерный инструмент для идеальных пружин. Выберите, что вычислять — силу, жёсткость пружины или смещение, введите две другие величины, и он вернёт ответ вместе с накопленной упругой потенциальной энергией. Все вычисления происходят локально в вашем браузере.
Он применяет закон Гука F = k·x, где F — возвращающая сила, k — жёсткость пружины, а x — смещение от положения равновесия. После преобразования k = F/x и x = F/k. Упругая потенциальная энергия, накопленная в растянутой или сжатой пружине, U = ½·k·x². Необязательный режим объединения вычисляет эффективную жёсткость для двух пружин: при последовательном соединении 1/k = 1/k₁ + 1/k₂, при параллельном k = k₁ + k₂.
Используйте его, чтобы подобрать пружину, найти силу при заданном растяжении или проверить накопленную энергию. Вводите силу в ньютонах, жёсткость в ньютонах на метр и смещение в метрах, что даёт энергию в джоулях.
Часто задаваемые вопросы
Что такое закон Гука?
Он гласит, что сила, которую создаёт пружина, пропорциональна её смещению от положения равновесия: F = k·x. Константа k, жёсткость пружины, измеряет, сколько силы нужно на метр растяжения или сжатия.
Как вычисляется упругая потенциальная энергия?
Энергия, накопленная в растянутой или сжатой пружине, U = ½·k·x². Она равна площади под линией силы-смещения и возвращается в джоулях всякий раз, когда доступно смещение.
Как объединяются последовательные и параллельные пружины?
Пружины при последовательном соединении в целом мягче: 1/k = 1/k₁ + 1/k₂. Пружины при параллельном соединении жёстче: k = k₁ + k₂. Включите опцию объединения и введите две жёсткости, чтобы использовать эффективную жёсткость.
Всегда ли выполняется закон Гука?
Только в пределах упругости пружины. Растяните её слишком сильно, и она деформируется необратимо или сила станет нелинейной, поэтому формула перестанет действовать. Этот инструмент моделирует идеальную линейную область и работает полностью в вашем браузере.
Больше инструментов