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ばね定数計算機

Q: 伸びは負でもよいですか？

はい。 負の x は符号付き座標規約での縮みを表せます。ゼロは引き続き拒否されますが、ゼロ以外の縮みは許可されます。

50 Nの力で0.25 m伸びるばねのばね定数は200 N/mです。力と伸び、または縮みを入力すると、ばねの硬さが分かり、代入した式と、ワークシートに使える計算手順も表示されます。ブラウザで無料で使えます。

無料
ブラウザで動作
登録不要
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

加えた力: 50
結果の伸びまたは縮み: 0.25

結果

力: 50 N/m
加えた力: 50
伸び: 0.25
変位: 0.25

ばね定数計算機は、フックの法則を宿題・実験レポート・手軽な工学チェックのための実用的な剛性ソルバーに変えます。加えた力 F と、その結果生じた伸びまたは縮み x を一貫した単位系（k を N/m で得るにはニュートンとメートル）で入力すると、このツールはばねの剛性定数 k = F/x を、代入済みの方程式、短い物理メッセージ、ワークシートや自動テストに貼り付けられる順序付きステップ文字列とともに返します。力と伸びには符号を付けられるため、縮みや方向の規約もそのまま扱えます。

k = F / x の意味と必要な値

理想的な線形ばねに対するフックの法則は、復元力が平衡位置からの変位に比例することを示しています。多くの入門実験や設計チェックで使われる大きさの形では、ばねの剛性定数 k は、加えた力 F をその結果の伸びまたは縮み x で割った値、すなわち k = F/x です。力をニュートン、伸びをメートルで測れば、k の単位はニュートン毎メートル（N/m）になります。

力と長さの単位の組が一貫していれば、最初から最後まで統一する限り他の単位系でも構いません。この計算機は F と x の両方が有限の数であることを要求し、常に k を解きます。ゼロ除算は未定義であり、物理的な伸びや縮みの測定を表さないため、伸びはゼロ以外でなければなりません。

正の F と正の x（引張による伸び）は正の剛性を与え、縮みについて同じ符号規約を使えば k も正になります。このツールは複数ばねのネットワークを再構成せず、吊るした質量のキログラムを力に換算せず、非線形の力–変位曲線を積分することもありません。

重力下で質量 m を吊るす場合は、まず重量を F = m g として力に換算し、平衡時の伸び x を測定してから、このソルバーを呼び出して k を求めてください。

実践的なヒント、制限、関連する検索

呼び出す前に、例えば k を N/m で求めるならニュートンとメートルのように、最初から最後まで一貫した単位系を1つ使ってください。このページでは単位換算を行いません。授業の例は意図的に組み合わせてください。

フックの法則を教える際は、無負荷の平衡長から伸びを測定し、関係のない荷重ではなく実際にばねを伸ばす力を使ってください。このページは、ばね定数計算機、フックの法則 k = F/x のソルバー、ニュートン毎メートルの剛性をオンラインで探している方を対象としており、振動周期ツールでも、直列・並列ばねの結合器でも、単位換算器でもありません。

加えた力と測定した伸びがすでに分かっていて k だけが必要な場合にこの機能を選んでください。元の問題が力ではなく吊るした質量を与える場合は、まず現地の g で換算してください。往復チェックは簡単です。

活用例

フックの法則の宿題チェック

学生は教科書のばね問題から測定した力と伸びを入力し、提出前に剛性 k と代入ステップを決定論的な結果と照合します。

シミュレーションヘルパーの単体テスト

既知の正しい k = F/x のケースに加え、意図的な伸びゼロの拒否を生成し、ゲームや物理エンジンのコーディング kata の期待値に使えます。

複数ばねモデル前の実験事前チェック

パイプラインはまず力と伸びから単一ばねの剛性を検証し、単一ばねの k が実験ノートと一致した場合にのみ直列・並列の組み合わせへ分岐します。

よくある質問

ばね定数計算機はどの公式を使いますか？

k = F / x を使います。F は加えた力、x は伸び（または縮み）、k はばねの剛性定数です。

伸びがゼロの場合はどうなりますか？

伸びがゼロのとき、ばね定数 k = F / x はゼロ除算になるため未定義です。

どの単位を使うべきですか？

一貫した力と長さの組であれば何でも構いません。力をニュートン、伸びをメートルにすると、k はニュートン毎メートル（N/m）になります。計算機は単位を換算しません。

伸びは負でもよいですか？

はい。負の x は符号付き座標規約での縮みを表せます。ゼロは引き続き拒否されますが、ゼロ以外の縮みは許可されます。

ばね定数計算機は無料ですか？

ブラウザツールは無料でローカルに実行されます。失敗したタスクが課金されることはありません。

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/mech/spring-constant

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/mech/spring-constant \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"F":50,"x":0.25}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/mech/spring-constant", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "F": 50,
    "x": 0.25
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/mech/spring-constant",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "F": 50,
    "x": 0.25
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/mech/spring-constant", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"F":50,"x":0.25}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"F":50,"x":0.25}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/mech/spring-constant", 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

{
  "F": 50,
  "x": 0.25
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "mech.spring_constant",
  "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

伸びがゼロの場合、検証は明確な invalid_input エラーで失敗するため、ゼロ除算が暗黙のうちに数値を捏造することはありません。料金は API リクエスト成功ごとに $0.002 の定額で、検証失敗が課金されることはありません。

API の呼び出し方と返ってくる内容

絶対値は公開されている上限の1兆以内に収める必要があり、k = F/x が well-defined となるよう、伸びの絶対値は 1×10のマイナス15乗より厳密に大きくなければなりません。文字列の数値は、宿題形式の貼り付け経路向けの厳密な有限数値パターンに一致する場合のみ受け付けられます。必須の有限フィールド F（エイリアス force、applied_force、f）と x（エイリアス extension、displacement、delta_x、dx）を含む JSON ボディを送信してください。検証失敗（フィールド欠落、非有限の数、絶対上限超過、伸びゼロ、非有限の商）は invalid_input を返し、課金されることはありません。料金はリクエスト成功ごとに $0.002 の定額で、明細は単位アイテム、限界単価はゼロです。クライアントを制御できる場合は JSON の数値を推奨します。

実践的なヒント、制限、関連する検索

商が Worker とブラウザの IEEE 倍精度で有限に収まるよう、F と x を公開された絶対範囲内に保ってください。F = 50、x = 0.25 で k = 200、F = 10、x = 0.05 で k = 200、F = 24、x = 0.12 で k = 200、そして任意の力で x = 0 とすれば厳格な invalid_input パスを実演できます。invalid_input を返す失敗タスクはプリペイド残高を消費しないため、学習者が意図的に伸びをゼロに設定しても探索的スクリプトのコストは低く抑えられます。手計算で F/x を再計算し、レスポンスで使われているのと同じ小数点以下十二桁丸めの範囲内で公開された k と一致することを確認してください。

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ばね定数計算機

無料で実行

計算例

k = F / x の意味と必要な値

実践的なヒント、制限、関連する検索

活用例

フックの法則の宿題チェック

シミュレーションヘルパーの単体テスト

複数ばねモデル前の実験事前チェック

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

API の呼び出し方と返ってくる内容

実践的なヒント、制限、関連する検索

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