Calculadora de mola

Uma mola ideal restaura o equilíbrio com uma força proporcional a quanto a extremidade livre se afastou do comprimento não deformado. Esta calculadora de mola registra esse enunciado como F igual a menos k vezes x: você envia uma constante elástica não negativa em newtons por metro e um deslocamento com sinal em relação ao equilíbrio em metros, e o solver devolve a força restauradora em newtons, com o sinal de menos dos livros, de modo que um alongamento positivo produz uma força negativa ao longo do eixo escolhido. A compressão — um deslocamento negativo — produz uma força restauradora positiva que tenta expandir a espiral. Rigidez zero é permitida e produz força zero. Campos ausentes, strings vazias, NaN, Infinity e texto não numérico também falham e não são cobrados.

O que de fato é a força restauradora de uma mola ideal

Uma mola ideal é um elemento elástico linear cuja força restauradora depende apenas de quão longe a extremidade livre está do comprimento não deformado e sem carga. Esse comprimento sem carga é a posição de equilíbrio: a espiral não está esticada nem comprimida, então a força elástica líquida é zero. Desloque a extremidade por uma distância com sinal x ao longo de um eixo escolhido — positiva para extensão, negativa para compressão — e a mola responde com uma força que sempre aponta de volta ao equilíbrio.

A lei de Hooke escreve essa força restauradora como F igual a menos k vezes x. A constante elástica k é a rigidez em newtons por metro: um k maior significa uma espiral mais rígida e uma força maior para o mesmo deslocamento. O sinal de menos não é enfeite.

Se x é positivo, F é negativo, então a força puxa a massa de volta a zero. Se x é negativo, F é positivo, então a força empurra a massa de volta a zero. Esta calculadora devolve a força restauradora com sinal em newtons quando k está em newtons por metro e x em metros.

Não modela amortecimento, massa, gravidade nem uma espiral não linear; isso cabe a outras ferramentas. Também não converte libras por polegada nem milímetros: converta primeiro para o SI para que o resultado em newtons seja honesto.

Onde uma calculadora de força restauradora de mola se paga

Salas de aula e plataformas de tutoria usam uma calculadora de mola para que os alunos confiram a força restauradora com sinal sem omitir o menos à mão, sobretudo em problemas de compressão em que x já é negativo. Geradores de prova precisam de um oráculo determinístico que rejeite uma constante elástica negativa em vez de vazar uma força falsa para um boletim.

Cadernos de laboratório que registram uma rigidez medida e uma extensão medida podem transformar esses dois números em uma força em newtons antes de traçar uma célula de carga. Validação falha não consome saldo. Mantenha as requisições pequenas, fixe a força arredondada nos testes e você obtém newtons reproduzíveis para lição de casa, plugins LMS e workers de borda sem montar um motor de mecânica próprio.

Se em vez disso precisar resolver k ou x dada uma força, ou quiser a forma de sala sem sinal F igual a k x, use um solver dedicado da lei de Hooke em vez desta página de força restauradora.