Калькулятор по закону Гука
Выберите, что найти, введите две другие величины и единицы. Калькулятор считает по закону Гука F = k × x и показывает потенциальную энергию растянутой или сжатой пружины ½ × k × x².
Работает в браузере: всё, что вы вводите, никуда не отправляется.
Как пользоваться
- Выберите, что найти: силу, жёсткость или удлинение.
- Введите две известные величины и выберите единицы.
- Смотрите результат в выбранной единице, энергию пружины и жёсткость в Н/м.
Формулы
- Сила упругости: F = k × x.
- Жёсткость: k = F ÷ x. Удлинение: x = F ÷ k.
- Энергия деформации: E = ½ × k × x², Дж.
Пример расчёта
Пружину жёсткостью 200 Н/м растянули на 5 см: F = 200 × 0,05 = 10 Н, запасённая энергия ½ × 200 × 0,05² = 0,25 Дж.
Груз весом 50 Н сжимает пружину на 25 мм: k = 50 ÷ 0,025 = 2 000 Н/м, то есть 2 Н/мм, энергия 0,625 Дж.
Советы и ограничения
- Только упругая деформация. За пределом упругости пружина деформируется необратимо, и закон перестаёт работать.
- x — изменение длины, а не полная длина пружины.
- Соединение пружин. Две одинаковые пружины параллельно вдвое жёстче одной, последовательно — вдвое мягче.
Частые вопросы
Что говорит закон Гука?
В пределах упругости сила, с которой пружина сопротивляется растяжению или сжатию, пропорциональна деформации, F = k × x. Коэффициент жёсткости k показывает, насколько пружина тугая, в ньютонах на метр.
Почему закон Гука иногда пишут F = −kx?
Минус показывает, что сила упругости направлена против деформации. Калькулятор работает с модулями, поэтому все величины положительны.
Сколько энергии запасает пружина?
E = ½ × k × x². Пружина жёсткостью 200 Н/м, растянутая на 5 см, запасает ½ × 200 × 0,05² = 0,25 Дж. При вдвое большем удлинении энергия вчетверо больше.
Как перевести Н/мм в Н/м?
Умножить на 1000. В каталогах пружин жёсткость часто дают в Н/мм или lbf/in — выберите эту единицу, и калькулятор переведёт сам. 1 lbf/in ≈ 175,13 Н/м.