Kalkulator Hukum Hooke

Kategori: Fizik
- April 17, 2025
| |

Hitung daya, pemalar spring, atau anjakan menggunakan Hukum Hooke, yang menyatakan bahawa daya yang dikenakan oleh spring adalah berkadar dengan anjakannya dari keadaan seimbang.

Apa yang anda ingin hitung?

Masukkan Pemalar Spring

Masukkan Anjakan

Pilihan Lanjutan

About Hukum Hooke

Hukum Hooke menerangkan hubungan antara daya yang dikenakan oleh spring dan anjakan spring dari kedudukan seimbangnya. Hukum ini menyatakan bahawa daya adalah berkadar dengan anjakan, dengan pemalar spring (k) sebagai faktor perkadaran.

Formula

Perwakilan matematik Hukum Hooke adalah:

F = -k × x

Di mana:

  • F adalah daya pemulihan yang dikenakan oleh spring (dalam Newton, N)
  • k adalah pemalar spring, ukuran kekakuan spring (dalam Newton per meter, N/m)
  • x adalah anjakan spring dari kedudukan seimbangnya (dalam meter, m)
  • Tanda negatif menunjukkan bahawa daya adalah dalam arah bertentangan dengan anjakan

Nota: Dalam kalkulator ini, kami menggunakan magnitud daya, jadi kami mengabaikan tanda negatif.

Tenaga Potensial Elastik

Sebuah spring yang mematuhi Hukum Hooke menyimpan tenaga potensial elastik apabila ia diregangkan atau ditekan:

U = ½ × k × x²

Di mana U adalah tenaga potensial elastik (dalam Joule, J).

Had

Hukum Hooke hanya sah dalam had elastik bahan. Di luar had ini, spring akan mengalami ubah bentuk secara kekal dan tidak akan kembali ke bentuk asalnya apabila daya dikeluarkan.

Aplikasi
  • Kejuruteraan: Reka bentuk spring dalam sistem mekanikal, pengasing seismik
  • Fizik: Mengkaji gerakan bergetar, osilator harmonik
  • Sains Bahan: Menganalisis sifat bahan dan elastik
  • Automotif: Sistem suspensi, penyerap kejutan
  • Barangan Seharian: Tilam, trampolin, batang pogo

Apa Itu Kalkulator Hukum Hooke?

Kalkulator Hukum Hooke membantu anda menentukan hubungan antara daya, pemalar spring, dan ubah bentuk dalam sistem spring. Ia menggunakan Hukum Hooke untuk membuat pengiraan yang cepat dan tepat tanpa usaha manual.

Alat ini adalah ideal untuk pelajar, jurutera, pendidik, atau sesiapa sahaja yang bekerja dengan sistem mekanikal yang melibatkan spring.

Hukum Hooke:
F = k × x
Tenaga Potensi Elastik:
U = ½ × k × x²

Apa yang Ia Kira?

Anda boleh menggunakan kalkulator untuk menyelesaikan mana-mana satu daripada yang berikut, berdasarkan dua yang lain:

  • Daya (F): Daya pemulihan yang dikenakan oleh spring
  • Pemalar Spring (k): Ukuran kekakuan spring
  • Ubah Bentuk (x): Sejauh mana spring diregangkan atau dipadatkan

Selain itu, ia boleh mengira tenaga potensi elastik yang disimpan dalam spring.

Bagaimana Menggunakan Kalkulator

  1. Pilih apa yang anda ingin kira: Daya, Pemalar Spring, atau Ubah Bentuk.
  2. Masukkan nilai yang diketahui dalam medan input. Gunakan pemilih unit untuk bertukar antara unit pengukuran yang berbeza.
  3. Pilih berapa banyak tempat perpuluhan yang anda mahu dalam keputusan.
  4. Pilihan: Tandakan kotak untuk menunjukkan langkah pengiraan, visualisasi, atau output tenaga.
  5. Klik Kira untuk melihat keputusan dengan segera.
  6. Klik Reset untuk membersihkan medan dan mula semula.

Ciri Utama

  • Menyokong pelbagai unit untuk daya, ubah bentuk, dan pemalar spring
  • Memaparkan formula dan pecahan langkah demi langkah untuk pembelajaran
  • Termasuk diagram visual sistem spring
  • Mengira tenaga potensi elastik jika dikehendaki
  • Reka bentuk mesra pengguna dan responsif

Kenapa Menggunakan Alat Ini?

Pengiraan manual boleh mengambil masa dan mungkin membawa kepada kesilapan, terutamanya apabila menukar unit atau bekerja dengan persamaan tenaga. Kalkulator ini menghapuskan tekaan dan mempercepatkan proses dengan memberikan anda:

  • Keputusan yang tepat dalam beberapa saat
  • Maklum balas visual untuk mengukuhkan pemahaman
  • Wawasan tentang bagaimana pembolehubah berkaitan antara satu sama lain

Sama ada anda menyelesaikan tugasan kerja rumah, merancang komponen mekanikal, atau sekadar ingin tahu, alat ini memberikan kejelasan yang anda perlukan.

Soalan Lazim (FAQ)

Apa itu Hukum Hooke?

Hukum Hooke menerangkan tingkah laku spring. Ia menyatakan bahawa daya yang dikenakan oleh spring adalah secara langsung berkadar dengan ubah bentuknya dari kedudukan rehat, dalam had elastik.

Unit apa yang boleh saya gunakan?

Anda boleh memasukkan dan memaparkan nilai dalam pelbagai unit, termasuk:

  • Daya: N, lbf, kgf, dyn
  • Pemalar Spring: N/m, N/cm, lbf/in, lbf/ft
  • Ubah Bentuk: m, cm, mm, in, ft

Apa fungsi pilihan "tenaga potensi elastik"?

Apabila diaktifkan, kalkulator juga akan mengira tenaga yang disimpan dalam spring akibat daripada ubah bentuk, menggunakan formula:

U = ½ × k × x²

Bolehkah saya melihat bagaimana nilai dikira?

Ya. Cukup tandakan kotak yang bertanda “Tunjukkan Langkah Pengiraan” dan anda akan melihat pecahan yang jelas tentang bagaimana keputusan dicapai.

Adakah kalkulator ini sesuai untuk aplikasi dunia nyata?

Ya, selagi sistem spring berada dalam had elastiknya. Di luar titik itu, spring mungkin mengalami ubah bentuk secara kekal dan hukum tidak lagi terpakai.

Kesimpulan

Kalkulator Hukum Hooke adalah cara yang praktikal dan mudah untuk meneroka bagaimana spring berfungsi di bawah daya. Sama ada anda perlu menyelesaikan masalah fizik, memodelkan sistem, atau hanya ingin memahami mekanik spring dengan lebih baik, alat ini memberikan keputusan dengan cepat dan jelas.