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ばね計算機

Q: 計算機はどの単位を使いますか？

SI です。 ばね定数はニュートン毎メートル、変位はメートル、力はニュートン（単位 N）です。ポンド毎インチやミリメートルは先に換算してください。

ばね定数80 N/mのばねを0.05 m伸ばすと、復元力は−4 Nです。マイナスの符号は力が元の位置に向かうことを示します。ばね定数と符号付きの変位を入力すると、復元力がニュートンで分かります。ブラウザで無料で使えます。

無料
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データは端末の外に出ません

無料で実行 API仕様を見る

ご利用方法ウェブAPIメールTelegramアプリ近日

計算例

入力した場合

ばね定数: 80
変位: 0.05

結果

階級: -4 N
復元力: -4
大きさ: 4

理想ばねは、自由端が自然長からどれだけ動いたかに比例する力で平衡へ戻します。このばね計算機はその主張を F がマイナス k かける x として符号化します。ニュートン毎メートルの非負のばね定数と、平衡からの符号付き変位（メートル）を送ると、ソルバーは教科書どおりのマイナス符号付きの復元力をニュートンで返します。正の伸びは選んだ軸に沿って負の力になります。圧縮 — 負の変位 — はコイルを広げようとする正の復元力になります。理想的なフックのばねでは剛性は負になり得ないためです。剛性ゼロは許可され、力はゼロになります。欠落、空文字、NaN、Infinity、非数値テキストも失敗し、課金されません。

理想ばねの復元力が実際に意味するもの

理想ばねは、復元力が自由端の、無負荷で伸びていない長さからの距離だけに依存する線形弾性要素です。その無負荷長さが平衡位置です。コイルは伸びても縮んでもいないので、正味の弾性力はゼロです。

選んだ軸に沿って符号付き距離 x だけ端を動かします — 正は伸び、負は圧縮です — するとばねは常に平衡へ向かう力で答えます。フックの法則はその復元力を F がマイナス k かける x と書きます。ばね定数 k はニュートン毎メートルの剛性です。

k が大きいほどコイルは硬く、同じ変位でも力は大きくなります。マイナス符号は飾りではありません。x が正なら F は負で、力は質量をゼロへ引き戻します。

x が負なら F は正で、力は質量をゼロへ押し戻します。大きさは単に k かける x の絶対値です。本計算機は k がニュートン毎メートル、x がメートルのとき、符号付き復元力をニュートンで返します。

減衰、質量、重力、非線形コイルは扱いません。それらは他の道具の領域です。ポンド毎インチやミリメートルも換算しません。

ニュートン結果を正直にするには、先に SI へ直してください。

ばね復元力計算機が役立つ場面

教室や学習支援プラットフォームはばね計算機を使い、学習者が手でマイナスを落とさずに符号付き復元力を確認できるようにします。特に x がすでに負の圧縮問題で有効です。試験生成器は、負のばね定数を拒否する決定的なオラクルを必要とし、偽の力を成績簿へ漏らしてはなりません。

測定した剛性と測定した伸びを記録する実験ノートは、ロードセルのトレースを描く前に、その二つの数をニュートン単位の力にできます。単振動のスケッチは F がマイナス k x から始まり、m かける x 二点プラス k x がゼロと書きます。検証失敗は残高を消費しません。

力から k や x を解きたい場合、または符号なしの教室形 F が k x が必要な場合は、この復元力のページではなくフックの法則専用ソルバーをご利用ください。

活用例

実験室の剛性から荷重へ

測定したばね定数と測定した伸びまたは圧縮を、ロードセルの読みと比較する前に、符号付きのニュートン力へ変換します。

よくある質問

ばね定数が負だとどうなりますか？

理想ばねの剛性は負になり得ません。剛性ゼロは許可され、力はゼロです。無効な入力は課金されません。

計算機はどの単位を使いますか？

SI です。ばね定数はニュートン毎メートル、変位はメートル、力はニュートン（単位 N）です。ポンド毎インチやミリメートルは先に換算してください。

ばねの力の大きさだけを知るにはどうしますか？

結果と一緒に表示される大きさを見てください。ばね定数に符号を外した変位を掛けた値です。例では力が−4 Nで、大きさは4 Nとなり、多くの問題で求められるのはこちらです。

ばねを伸ばすのではなく縮めた場合はどうなりますか？

変位を負の数で入力してください。ばねは自然長に戻ろうとして外向きに押し返すため、復元力は正の値になります。

質量や減衰、重力も考慮されますか？

考慮されません。理想的な線形ばねだけを扱い、質量、減衰、重力、非線形のばねは含みません。ポンド毎インチやミリメートルの換算もしないので、先にニュートン毎メートルとメートルに直してください。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/phys/spring

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/spring \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"spring_constant":80,"displacement":0.05}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/spring", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "spring_constant": 80,
    "displacement": 0.05
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/phys/spring",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "spring_constant": 80,
    "displacement": 0.05
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/spring", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"spring_constant":80,"displacement":0.05}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"spring_constant":80,"displacement":0.05}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/spring", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "spring_constant": 80,
  "displacement": 0.05
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "phys.spring",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

制限

max_abs 1000000000000

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

技術的な注記

負のばね定数は invalid_input で拒否されます。

理想ばねの復元力が実際に意味するもの

何ニュートンかだけを問う教室問題が符号を落とすのはそのためですが、自由物体図、振動子の方程式、符号付き API は符号を残さねばなりません。

入力契約、応答の形、およびエラー

一兆を超える大きさは、打ち間違えた指数が下流のグラフを壊さないよう拒否されます。負のばね定数は無効であるという製品規則はソルバー自身が強制します。k がゼロ未満なら、理想ばねの剛性は負になり得ないというメッセージで失敗します。剛性ゼロは許可され、復元力はゼロになります。変位ゼロは平衡であり、力もゼロです。マイナス 80 かける 0.05 が -4 だからです。必須の有限数を二つ含む JSON 本体を POST してください。spring_constant はニュートン毎メートルの剛性 k、displacement は平衡からの符号付き距離 x（メートル）です。各フィールドは JSON 数値でも数値文字列でも構いません。別名 k と stiffness は spring_constant に対応し、別名 x、extension、delta_x は displacement に対応します。欠落、空文字、NaN、Infinity、オブジェクト、配列、非数値テキストはフィールド名付きの invalid_input で失敗し、それらの失敗は課金されません。成功時は spring_constant と displacement をエコーし、符号付き復元力を force としてニュートンで返し、表示用に restoring_force として繰り返し、magnitude を絶対値として報告し、formula に F がマイナス k x という恒等式を再掲し、unit を N、method を ideal_spring に設定するので、クライアントはこのページを大きさのみの F-equals-kx ソルバーと区別できます。例: spring_constant 80、displacement 0.05 なら force は -4 ニュートンです。例: spring_constant 400、displacement -0.025 なら force は +10 ニュートンです。

ばね復元力計算機が役立つ場面

小さな parse API を呼べば、二つの数の積のために完全な動力学パッケージを引き込む必要はありません。実装は純粋 parse のレベル A のため、成功した呼び出しは公開された基本料金 $0.002 で、モデルトークンも外向きネットワークもありません。リクエストは小さく保ち、丸めた力をテストに固定すれば、宿題、LMS プラグイン、エッジワーカー向けに再現可能なニュートンが得られ、自前の力学エンジンを立てる必要はありません。

連携の活用例

教室と宿題の検算

学習者に k と符号付き変位を送らせ、圧縮（負の x）と力ゼロの平衡を含め、復元力 F = -kx をニュートンで確認させます。

振動子と自由物体のスケッチ

質量ばね図や単振動の配置に F = -kx を置き、復元の符号を手でひっくり返す必要がありません。

技術的な質問

ばね計算機は復元力をどのように求めますか。

非負のばね定数 k（N/m、フィールド spring_constant、別名 k、stiffness）と、平衡からの符号付き変位 x（メートル、フィールド displacement、別名 x、extension、delta_x）を送ってください。API は F = -k x をニュートンで返し、大きさと公式文字列も付けます。

F = -kx にマイナス符号があるのはなぜですか。

力は復元力です。常に平衡へ向きます。正の伸び（x > 0）は負の力を生み、負の変位（圧縮）は正の力を生みます。大きさは k |x| です。符号は自由物体図で必須です。

ばね計算機の料金はいくらですか。

ブラウザの道具は無料です。API リクエストは成功した呼び出しごとに前払い KIT 残高から $0.002 です。無効な入力は課金されません。

KITの完全なドキュメントを見る →

ばね計算機

無料で実行

計算例

理想ばねの復元力が実際に意味するもの

ばね復元力計算機が役立つ場面

活用例

実験室の剛性から荷重へ

よくある質問

関連ツール

開発者向け — APIアクセス

エンドポイント

お使いのスタックから呼び出す

リクエスト例

レスポンス例

料金

制限

エラー

技術的な注記

理想ばねの復元力が実際に意味するもの

入力契約、応答の形、およびエラー

ばね復元力計算機が役立つ場面

連携の活用例

教室と宿題の検算

振動子と自由物体のスケッチ

技術的な質問

ありがとう