Kalkulator pemalar spring (hukum Hooke)

Masukkan nilai anda. Jawapan dan penyelesaian lengkap dikemas kini semasa anda menaip.

Keputusan

Pemalar spring k2500 N/m
Tenaga kenyal tersimpan0.5 J
Pemalar spring k2.5 N/mm

Cari pemalar spring k dengan tiga cara: daripada daya dan pemanjangan yang disebabkannya (hukum Hooke), daripada beberapa spring yang disambung secara siri atau selari, atau daripada jisim dan tempoh ayunannya. Dengan hukum Hooke, kalkulator juga memberikan tenaga kenyal yang tersimpan dalam spring.

Penyelesaian langkah demi langkah

Hukum Hooke

x = 20 mm = 0.02 m
k = F/x = 50/0.02 = 2500 N/m

Tenaga kenyal

E = ½·k·x² = ½·2500·0.02² = 0.5 J
= ½·F·x = 0.5 J

Formula utama

Jisim pada spring
T = 2π·√(m/k)
Frekuensi sudut
ω = √(k/m) = 2π/T
Tenaga
E = ½·k·A²

Cara mengira pemalar spring

  1. Hukum Hooke: k = F/x, dengan pemanjangan x dalam meter untuk k dalam N/m.
  2. Spring secara selari berkongsi beban: k = k₁ + k₂ + ….
  3. Spring secara siri menanggung daya yang sama: 1/k = 1/k₁ + 1/k₂ + ….
  4. Daripada ayunan: T = 2π√(m/k), jadi k = 4π²m/T².
  5. Tenaga tersimpan: E = ½·k·x² = ½·F·x.

Soalan dan jawapan

Mengapakah spring secara siri memberikan k yang lebih kecil?

Setiap spring menanggung daya penuh dan meregang mengikut jumlahnya sendiri, jadi jumlah pemanjangan lebih besar untuk daya yang sama. Dua spring yang sama secara siri mempunyai separuh kekukuhan satu spring.

Adakah tenaga F·x atau ½·F·x?

½·F·x. Daya meningkat dari sifar kepada F semasa spring meregang, jadi kerja yang dilakukan ialah luas di bawah garis lurus: separuh daripada F darab x.

Adakah hukum Hooke sentiasa berlaku?

Hanya dalam had kenyal. Melebihi had itu spring berubah bentuk secara kekal dan daya tidak lagi berkadar dengan pemanjangan.

Adakah graviti mengubah tempoh jisim pada spring?

Tidak. Graviti hanya menganjakkan kedudukan keseimbangan; tempoh T = 2π√(m/k) adalah sama untuk spring menegak dan mengufuk.

Cuba sendiri

Berlatih Spring & bandul

Kalkulator memberikan jawapan. Dalam peperiksaan anda memerlukan kaedah: berlatihlah dengan soalan baharu, petunjuk dan penyelesaian lengkap.

</> Benamkan

Percuma untuk guru dan sekolah: tampal kod ini di halaman kursus, LMS atau laman web anda. Pelajar boleh menggunakan kalkulator dan penyelesaian langkah demi langkahnya tanpa akaun.

Lebih banyak kalkulator