Softonic

Kalkulator wzoru na stałą sprężystości

Krok 1 / 3 Współczynnik sprężystości (k)
Dalej

Wzór na stałą sprężystości to k = F / x: siła działająca na sprężynę podzielona przez wielkość jej rozciągnięcia lub ściśnięcia. Wpisz oba wartości poniżej, a kalkulator poda k w niutonach na metr (N/m) wraz z energią sprężystą zmagazynowaną w sprężynie.

Jak stosować k = F / x

  1. 1

    Wpisz siłę

    Podaj siłę w niutonach (N). Używaj wyłącznie wartości siły jako liczby dodatniej.

  2. 2

    Wpisz wydłużenie

    Podaj zmianę względem długości spoczynkowej w metrach (m). Rozciągnięcie o 3 cm to 0,03.

  3. 3

    Odczytaj k

    Strona wyniku pokazuje k w N/m oraz energię potencjalną sprężystości w dżulach.

Wzór i znaczenie symboli

Prawo Hooke’a łączy siłę działającą na sprężynę z jej wydłużeniem:

F = k × x

Po przekształceniu względem stałej sprężystości otrzymujemy:

k = F ÷ x

  • k to stała sprężystości w N/m. Większe k oznacza sztywniejszą sprężynę.
  • F to siła działająca wzdłuż osi sprężyny, w niutonach.
  • x to wydłużenie względem długości swobodnej (spoczynkowej), w metrach. Jest to zmiana długości, a nie długość całkowita.

Kalkulator podaje też zmagazynowaną energię, U = ½ × k × x². Ponieważ k = F / x, jest to równe ½ × F × x.

Przykład

Sprężynę ciągnięto siłą 15 N i rozciągnęła się o 3 cm. Najpierw zamień rozciągnięcie: 3 cm = 0,03 m.

k = 15 ÷ 0.03 = 500 N/m

Zmagazynowana energia wynosi:

U = ½ × 500 × 0.03² = 0.225 J

Wpisz 15 i 0.03 w kalkulatorze, aby odtworzyć obie wartości.

Przekształcanie wzoru

Ten kalkulator wyznacza k. Jeśli znasz już k i potrzebujesz czegoś innego, przekształć wzór ręcznie:

Chcesz uzyskać Wzór Przykład (k = 500 N/m)
Stała sprężystości k = F / x 15 N i 0,03 m dają 500 N/m
Siła F = k × x 500 × 0,05 = 25 N
Wydłużenie x = F / k 40 ÷ 500 = 0,08 m

Możesz też użyć kalkulatora do sprawdzenia: wpisz obliczoną siłę i wydłużenie, a k powinno wyjść takie, jak wyjściowa wartość.

Kiedy wzór nie obowiązuje

Wzór zakłada, że sprężyna pracuje w zakresie liniowo-sprężystym. Jeśli rozciągniesz sprężynę poza granicę sprężystości, zostanie ona trwale odkształcona, a F / x przestaje być stałe. Obie wartości muszą być większe od zera, więc kalkulator nie zwróci wyniku dla zera ani wartości ujemnej.

Sprawdzenie, czy wynik ma sens

Po obliczeniu k zastanów się, czy liczba jest prawdopodobna. Lekkie sprężyny w małych mechanizmach mają zwykle wartości od kilkudziesięciu do kilkuset N/m, a ciężkie sprężyny zawieszenia sięgają tysięcy lub dziesiątek tysięcy. Jeśli wynik jest wyraźnie błędny, zwykle przyczyną jest pomyłka w jednostkach, na przykład użycie centymetrów dla x albo użycie pełnej długości sprężyny zamiast zmiany długości.

Najczęściej zadawane pytania

k = F / x, gdzie F to przyłożona siła w niutonach, a x to wydłużenie względem długości spoczynkowej w metrach. Wynik podajemy w N/m.

To zmiana długości. Jeśli sprężyna w spoczynku ma 20 cm i zostanie rozciągnięta do 25 cm, x wynosi 5 cm, czyli 0,05 m.

Znak minus oznacza, że siła przywracająca sprężyny działa przeciwnie do wychylenia. Przy wyznaczaniu wielkości k pracuje się na wartościach bezwzględnych, dlatego kalkulator przyjmuje wartości dodatnie.

Kalkulator wyznacza k i zmagazynowaną energię. Gdy znasz k, użyj ręcznie F = k × x lub x = F / k.

Powiązane narzędzia

Kalkulator numerologii imienia i nazwiska

Oblicz liczbę przeznaczenia i liczbę ekspresji z pełnego imienia i nazwiska metodą numerologii pitagorejskiej, wraz z krótką interpretacją osobowości.

Kalkulator „za ile godzin”

Sprawdź dokładną godzinę, dzień tygodnia i datę za określoną liczbę godzin od teraz, w swojej strefie czasowej i dodatkowo w UTC.

Kalkulator dopasowania imion

Wpisz dwa imiona i zobacz, jak pasują do siebie ich liczby: ekspresja i pragnienie duszy każdego imienia, z każdym krokiem obliczeń. Tylko dla zabawy.

Kalkulator obudowy subwoofera

Oblicz objętość netto obudowy po odjęciu głośnika, wzmocnień i tunelu, znajdź długość tunelu dla częstotliwości strojenia albo wyznacz jeden wymiar.

Kalkulator czasu trwania

Oblicz czas między dwiema godzinami jako HH:MM, godziny dziesiętne, minuty i sekundy.

Kalkulator „ile lat temu”

Znajdź dokładną datę określoną liczbę lat temu od dzisiaj. Cofaj daty wydarzeń, rocznic i zapytań historycznych.

Narzędzie jest dostępne w innych językach

Poradniki i zastosowania