Fysiikka

Hooken lain laskuri

Laske jousivoima, jousivakio tai venymä Hooken lailla F = k·x – ratkaisee puuttuvan suureen ja jousen energian.

Jousivoima, jousivakio ja venymä

Syötä kaksi suuretta, niin laskuri ratkaisee kolmannen kaavalla F = k·x. Jätä haluamasi kenttä tyhjäksi. Venymä annetaan senttimetreinä.

Jätä jousivoima tyhjäksi laskeaksesi sen, tai jätä jokin toinen kenttä tyhjäksi ratkaistaksesi sen.

Mainos
LAINOJEN KILPAILUTUS

Kilpailuta lainat – yksi hakemus, monta tarjousta

  • Vertaile tarjoukset todellisen vuosikoron mukaan
  • Yksi hakemus usealle pankille
  • Palvelu on sinulle maksuton
Kilpailuta lainat

Hooken lain laskuri – jousivoima ja jousen energia

Hooken lain laskurilla lasket jousivoiman, jousivakion tai venymän, kun tiedät kaksi näistä suureista. Jätä ratkaistava suure tyhjäksi, niin laskuri täyttää sen kaavalla F = k·x. Lisäksi laskuri näyttää, kuinka paljon kimmopotentiaalienergiaa jouseen varastoituu. Laskuri sopii fysiikan tehtäviin ja jousien mitoitukseen.

Mikä on Hooken laki?

Hooken laki kuvaa kimmoisten kappaleiden, erityisesti jousien, käyttäytymistä. Kun jousta venytetään tai puristetaan, se kohdistaa palauttavan voiman, joka pyrkii palauttamaan sen lepopituuteen. Tämä voima on suoraan verrannollinen poikkeamaan lepopituudesta.

Hooken lain kaava

Jousivoima saadaan jousivakion ja venymän tulona:

F = k · x

Tässä F on jousivoima newtoneina (N), k jousivakio yksikössä N/m ja x venymä eli poikkeama lepopituudesta metreinä. Mitä suurempi venymä tai jäykempi jousi, sitä suurempi voima.

Kaavan muut muodot

Samasta kaavasta ratkaistaan jousivakio ja venymä:

k = F / x    x = F / k

Jousivakion määrittäminen onnistuu kokeellisesti: ripusta jouseen tunnettu paino, mittaa venymä ja jaa voima venymällä.

Jousen energia

Venytettyyn jouseen varastoituu kimmopotentiaalienergiaa, joka saadaan kaavalla:

E = ½ · k · x²

Energia kasvaa venymän neliön mukaan, joten venymän kaksinkertaistaminen nelinkertaistaa varastoituneen energian. Tämä energia vapautuu liike-energiaksi, kun jousi palautuu.

Vaiheittainen esimerkki

Jousen jousivakio on k = 200 N/m, ja sitä venytetään x = 0,1 m (eli 10 cm). Lasketaan jousivoima ja energia:

Jousi vetää siis 20 newtonin voimalla takaisin, ja siihen on varastoitunut 1 joule energiaa.

Esimerkki: jousivakion määritys

Jouseen ripustetaan 0,5 kg paino, joka venyttää jousta 5 cm. Lasketaan jousivakio:

Yleisiä virheitä

Lukion fysiikan konteksti

Hooken laki kuuluu lukion fysiikan mekaniikan (esim. FY2 ja FY5) sisältöihin ja liittyy värähtelyliikkeeseen. Jousi on klassinen esimerkki harmonisesta värähtelijästä, jonka liikettä Hooken laki ohjaa. Sama periaate selittää myös materiaalien kimmoisuuden ja on perusta kimmomoduulin ja jännityksen käsitteille.

Kokeile myös näitä palveluita

Mainos

Usein kysytyt kysymykset

Mikä on Hooken laki?
Hooken laki sanoo, että jousen tai kimmoisan kappaleen palauttava voima on suoraan verrannollinen venymään: F = k·x. Mitä enemmän jousta venytetään tai puristetaan, sitä suuremmalla voimalla se pyrkii palaamaan lepopituuteensa. Laki pätee, kun venymä pysyy kimmoisalla alueella.
Mikä on jousivakio?
Jousivakio k kuvaa jousen jäykkyyttä. Se kertoo, kuinka suuri voima tarvitaan venyttämään jousta yhden metrin verran, ja sen yksikkö on newtonia metriä kohti (N/m). Suuri jousivakio tarkoittaa jäykkää jousta, pieni jousivakio pehmeää jousta.
Mikä on jousivoiman yksikkö?
Jousivoima on voima, joten sen SI-yksikkö on newton (N). Kaavassa F = k·x jousivakio annetaan yksikössä N/m ja venymä metreinä, jolloin tulos on suoraan newtoneina. Laskuri muuntaa syöttämäsi senttimetrit metreiksi automaattisesti.
Kuinka paljon energiaa jouseen varastoituu?
Venytettyyn tai puristettuun jouseen varastoituu kimmopotentiaalienergiaa, joka lasketaan kaavalla E = ½·k·x². Esimerkiksi jousivakiolla 200 N/m ja venymällä 0,1 m energia on ½ × 200 × 0,1² = 1 J. Tämä energia vapautuu, kun jousi palaa lepopituuteensa.
Milloin Hooken laki ei päde?
Hooken laki pätee vain kimmoisalla alueella eli kun venymä on tarpeeksi pieni. Jos jousta venytetään liikaa, se ylittää kimmorajansa, eikä voima enää ole suoraan verrannollinen venymään. Tällöin jousi voi venyä pysyvästi tai katketa, eikä kaava F = k·x enää toimi.
Oliko tästä laskurista apua?

Kokeile näitä laskureita

Newtonin toisen lain laskuriFysiikkaSnellin lain laskuri (taittuminen)FysiikkaCoulombin lain laskuriSähkö ja elektroniikkaKeplerin kolmannen lain laskuriFysiikkaArkhimedeen lain laskuriFysiikkaBoylen lain laskuriFysiikka

Fysiikka

Kaikki laskurit
ÄänenpainelaskuriMatematiikka ja tiedeHevosvoimalaskuriMatematiikka ja tiedeKiihtyvyyslaskuriMatematiikka ja tiedeMoottorin tilavuusMatematiikka ja tiede

Suositut laskurit

Kaikki laskurit
ALV-laskuriYritystalouden laskuritProsenttilaskuriProsentit ja suhteetAsuntolainalaskuriLaina- ja korkolaskuritYleinen lainalaskuriLaina- ja korkolaskurit

Kokeile myös näitä palveluita

Mainos

Linkitä tämä laskuri

Kopioi koodi ja liitä se omalle sivustollesi.
Kaikki Raha ja talousPalkka- ja verolaskuritSäästö- ja budjettilaskuritAsumiskustannuslaskuritLaina- ja korkolaskuritSijoitus- ja tuottolaskuritPankki- ja maksulaskuritYritystalouden laskurit
Kaikki Aika ja päivämäärätNimipäivätPäivälaskuritKalenteri ja viikotJuhlat ja pyhätLomakalenteritAikavyöhykkeetAikajanat ja historia
Kaikki Auto ja liikkuminenKustannukset ja polttoaineMatka ja aikaRahoitus
Kaikki Koti ja rakentaminenRakennus ja remonttiEnergia ja sähköBudjetti ja kustannuksetKeittiö ja reseptitPiha ja puutarha
Kaikki YksikkömuunnoksetPituus ja painoTilavuus ja keittiöLämpö ja energiaData ja teknologiaVaatteet ja kengät
Kaikki Matematiikka ja tiedePeruslaskentaProsentit ja suhteetMurtoluvut ja desimaalitLukujonot ja peruslaskutaitoGeometria ja muodotFunktiot ja yhtälötDerivoinnit ja integraalitMatriisit ja lineaarialgebraTilastot ja todennäköisyysTrigonometria ja hyperboliset funktiotEdistyneet laskutLukujärjestelmät ja muunnoksetFysiikkaSähkö ja elektroniikkaKemiaTietotekniikka ja data
Kaikki Arjen hyötytyökalutTeksti ja laskentaAjan ja työn laskuritSatunnaisuusHauskat ja sosiaaliset
Kaikki Digi- ja koodityökalutKoodausmuuntimetData-formaatitHash-generaattoritLukujärjestelmätVäritKuvat ja tiedostot
Kaikki Terveys ja kuntoiluPaino ja mittasuhteetRavinto ja energiaLiikunta ja sykeUni ja lepoRaskaus ja hedelmällisyysTestit ja hyvinvointi
Kaikki Viihde ja vapaa-aikaPelit ja pisteetRakkaus ja horoskoopitLemmikitNimigeneraattorit ja testitAjanhallinta & tapahtumat

Suositut laskurit

ALV-laskuri Prosenttilaskuri Asuntolainalaskuri Yleinen lainalaskuri Nettopalkkalaskuri Painoindeksi BMI