Calculateur de force selon la loi de Hooke

Formule

force appliquée dans le sens de l’allongement = Raideur du ressort × déplacement depuis l’équilibre.

Exemple détaillé

Avec Raideur du ressort: 200 N/m, Extension de l'équilibre: 0.05 m, force signée selon la convention choisie donne 10 N.

Entrées et calcul

Mesurer le déplacement à partir de la référence déchargée du ressort en mètres. Multipliez par la rigidité en newtons par mètre pour trouver la force externe nécessaire pour une extension ou une compression statique. La relation affichée est la force appliquée le long de la direction d'extension = de la rigidité de ressort × déplacement de l'équilibre. Gardez les unités affichées des champs attachées lors de la reproduction de cette relation à la main.

Exemple numérique détaillé

Par exemple, entrez la Raideur du ressort 200 N/m, extension de l'équilibre 0.05 M. Ces entrées produisent une force magnitude avec la convention de signe de 10 N.

En tenant les autres valeurs d'exemple fixées, changez la Raideur du ressort de 200 à 220 N/M. La sortie principale devient 11 N. Cette comparaison isole l'effet de cette entrée.

Lire et utiliser le résultat

Un déplacement négatif donne une force d'application négative signée sous l'axe choisi. La force de restauration du printemps pointe dans la direction opposée et est −- Oui. Force estimée pour un petit déplacement d'un ressort approximativement linéaire.

Contexte pratique

Une rigidité de ressort de 200 newtons par mètre et une extension de 0.05-mètre nécessitent une force de 10-newton appliquée à l'équilibre statique. L'extension double dans la plage linéaire double la force. Si le déplacement est négatif parce que le ressort est comprimé le long de l'axe choisi, la force appliquée signée est négative; la force de restauration a le signe opposé.

Hypothèses et portée

Le ressort reste dans sa plage élastique linéaire et la rigidité est approximativement constante. Sont exclus le précharge, le frottement, l'amortissement et l'accélération dynamique. Remplacez les exemples par défaut par des entrées mesurées pour votre situation et comptabilisez séparément les facteurs en dehors de ces champs.

Vérifications et erreurs courantes

Ne pas utiliser de centimètres et les mètres; 5 cm est 0.05 m. Un ressort étiré au-delà de sa limite élastique n'obéira pas nécessairement à la même valeur k.

Questions fréquentes

Que faut-il vérifier avant d’utiliser ce résultat ?

Un vrai ressort peut avoir une précharge initiale ou un arrêt de se comporter linéairement à un grand déplacement, de sorte que la mesure de plusieurs paires force-extension est un contrôle utile. La résistance peut être mesurée expérimentalement comme la pente de la force par rapport au déplacement. Une seule paire force-extension ne peut donner un k approximatif que si la ligne passe près de l'origine déchargée; un ressort préchargé a besoin de son précharge modélisé séparément.