Расчёт силы упругости, деформации, жёсткости и энергии пружин
Закон Гука — это основной закон теории упругости, открытый Робертом Гуком в 1660 году. Он описывает линейную зависимость между силой упругости и деформацией пружины: F = k × x.
Наш онлайн калькулятор позволяет быстро выполнять расчёты по закону Гука без сложных вычислений. Вы можете определить силу упругости, деформацию пружины, её жёсткость, энергию упругой деформации и частоту колебаний.
Формула: F = k × x
Где: F — сила упругости (Н), k — коэффициент жёсткости (Н/м), x — деформация (м)
Пример: При жёсткости 1000 Н/м и деформации 0.01 м сила составит 10 Н.
Формула: E = (k × x²) / 2
Где: E — потенциальная энергия (Дж)
Пример: Пружина жёсткостью 1000 Н/м, сжатая на 0.1 м, запасает 5 Дж энергии.
Формула: f = (1/2π) × √(k/m)
Где: f — частота колебаний (Гц), m — масса груза (кг)
Пример: Груз 0.5 кг на пружине 1000 Н/м колеблется с частотой 7.12 Гц.
Подвески, амортизаторы, клапанные пружины, тормозные системы.
Пружинные муфты, механизмы подачи, возвратные устройства.
Весы, манометры, измерительные приборы, реле времени.
Дверные механизмы, матрасы, игрушки, спортивный инвентарь.
Предел упругости — максимальная деформация, после которой пружина не возвращается в исходное состояние. Обычно составляет 60-80% от максимальной деформации.
При последовательном соединении: 1/k = 1/k₁ + 1/k₂
При параллельном соединении: k = k₁ + k₂
Из-за циклических нагрузок в материале накапливаются микротрещины (усталость металла). Срок службы зависит от амплитуды и частоты колебаний.
1. Определите требуемую силу и ход
2. Рассчитайте жёсткость по формуле k = F/x
3. Учитывайте запас прочности 20-30%
4. Наш калькулятор поможет с этими расчётами