Jousivakiolaskuri

Laske jousen jousivakio Hooken lailla k = F / x venyttävän voiman ja venymän perusteella sekä jouseen varastoitunut energia.

Jousen kuormitus

Syötä jousta venyttävä voima ja syntyvä venymä. Laskuri käyttää Hooken lakia k = F / x.

Tulokset

  • Tulosta
  • Linkitä

    • Jousivakiolaskuri – Hooken laki k = F/x

    Jousivakiolaskurilla selvität, kuinka jäykkä jousi on, kun tunnet sitä venyttävän voiman ja syntyvän venymän. Jousivakio kertoo, paljonko voimaa tarvitaan jousen venyttämiseen, ja sen avulla voidaan laskea myös jouseen varastoitunut energia. Syötä voima ja venymä, niin laskuri laskee jousivakion ja kimmoenergian. Laskuri sopii lukion fysiikan mekaniikan tehtäviin ja jousten käytännön mitoitukseen.

    Hooken laki ja jousivakio

    Hooken laki sitoo voiman ja venymän toisiinsa:

    F = k · x

    josta jousivakio ratkaistaan:

    k = F / x

    Tässä k on jousivakio (N/m), F venyttävä voima (N) ja x venymä (m). Mitä jäykempi jousi, sitä suurempi jousivakio ja sitä pienempi venymä samalla voimalla.

    Jouseen varastoitunut energia

    Venytettyyn jouseen varastoituu kimmoenergia, joka saadaan kaavalla:

    E = ½ · k · x²

    Energia kasvaa venymän neliössä: kaksinkertainen venymä varastoi nelinkertaisen energian. Tämä energia vapautuu jousen palautuessa ja voi muuttua esimerkiksi liike-energiaksi.

    Vaiheittainen esimerkki

    Lasketaan jousivakio, kun 20 N:n voima venyttää jousta 4 cm.

    Jousivakio 500 N/m tarkoittaa, että jokainen lisänewton venyttää jousta 2 millimetriä lisää.

    Venymän yksiköt

    Anna venymä todellisessa suuruudessaan ja valitse yksikkö; laskuri muuntaa sen metreiksi jousivakion laskemista varten.

    Yksiköt

    Käytä voimaa newtoneina ja venymää valitsemassasi yksikössä. Tällöin jousivakio tulee newtoneina metriä kohti (N/m) ja energia jouleina (J). Jos tunnet jousta venyttävän massan, muunna se voimaksi kertomalla putoamiskiihtyvyydellä g = 9,81 m/s².

    Yleisiä virheitä

    Lukion fysiikan konteksti

    Jousivakio ja Hooken laki ovat lukion fysiikan mekaniikan peruskäsitteitä. Ne kuvaavat kimmoisaa voimaa, joka palauttaa jousen lepopituuteensa, ja ovat perusta harmoniselle värähtelylle: jousi-massasysteemin värähtelytaajuus riippuu jousivakiosta ja massasta. Kimmoenergia E = ½·k·x² yhdistää aiheen energian säilymislakiin. Hooken laki on myös esimerkki suorasta verrannollisuudesta, jota sovelletaan monissa fysiikan ja tekniikan yhteyksissä.

    Usein kysytyt kysymykset

    Mikä on jousivakio?
    Jousivakio k kuvaa jousen jäykkyyttä eli sitä, kuinka suuri voima tarvitaan tietyn venymän aikaansaamiseen. Se lasketaan kaavalla k = F / x. Suuri jousivakio tarkoittaa jäykkää jousta, joka venyy vähän, ja pieni jousivakio pehmeää jousta.
    Mikä on Hooken laki?
    Hooken laki sanoo, että jousen venymä on suoraan verrannollinen venyttävään voimaan: F = k · x. Laki pätee, kun venymä pysyy kimmoisalla alueella eikä jousi muuta muotoaan pysyvästi. Jousivakio k on verrannollisuuskerroin.
    Mikä on jousivakion yksikkö?
    Jousivakion SI-yksikkö on newton metriä kohti (N/m). Se kertoo, kuinka monta newtonia voimaa tarvitaan venyttämään jousta yhden metrin verran. Käytännössä jouset venyvät senttimetrejä, joten arvot voivat olla satoja tai tuhansia N/m.
    Kuinka paljon energiaa jouseen varastoituu?
    Venytettyyn tai puristettuun jouseen varastoituu kimmoenergia E = ½·k·x². Energia kasvaa venymän neliössä, joten kaksinkertainen venymä varastoi nelinkertaisen energian. Tämä energia vapautuu, kun jousi palautuu lepopituuteensa.
    Milloin Hooken laki ei päde?
    Hooken laki pätee vain kimmoisalla alueella. Jos jousta venytetään liikaa, se ylittää kimmorajan ja muuttaa muotoaan pysyvästi, jolloin venymä ei enää ole suoraan verrannollinen voimaan. Tällöin jousivakio ei ole vakio.
    Oliko tästä laskurista apua?

    Kokeile näitä laskureita

    MassaprosenttilaskuriMassaprosentti molaarisuudeksiTasapainovakiolaskuriGibbsin energia -laskuriProsenttiyksikkölaskuriKaltevuusprosenttiPaino muilla planeetoillaTehopainosuhteen laskuri

    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