Vertikale Federdehnung Rechner
Eine Masse von 2 kg an einer Feder mit 100 N/m dehnt diese bei 9,8 m/s² um 0,196 m. Geben Sie Masse, Federkonstante und Schwerebeschleunigung ein und erhalten Sie Dehnung und Gewichtskraft. Kostenlos in Ihrem Browser.
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Rechenbeispiel
- Masse
- 2
- Federkonstante
- 100
- G
- 9,8
- Gewichtung
- 19,6 m
- Dehnung
- 0,196
- Gleichung
- δ = (2 × 9.8) / 100 = 0.196 m
Ein Rechner für die vertikale Federdehnung beantwortet in einem Schritt eine klassische Statikfrage: Wie weit dehnt sich eine ideale Feder, wenn eine Masse in Ruhe an ihrem freien Ende hängt? Im Gleichgewicht gleicht die aufwärts gerichtete Federkraft k mal Delta dem Gewicht mg aus, sodass die statische Dehnung einfach Masse mal Erdbeschleunigung geteilt durch die Federkonstante ist. Lernende, die Hausaufgaben prüfen, Laborteams beim Auslegen von Tragfedern und Ingenieure bei der Abschätzung der statischen Durchbiegung brauchen diese Länge in Metern, ohne das Lehrbuch erneut zu öffnen.
Was δ = mg/k bedeutet und welche Größen Sie brauchen
Hängt eine Masse m an einer vertikalen idealen Feder der Steifigkeit k unter konstanter Erdbeschleunigung g, verlangt das statische Gleichgewicht, dass die Federkraft dem Gewicht entspricht. Mit der üblichen Hooke-Form F gleich k mal Delta nach oben und dem Gewicht mg nach unten lautet die Bilanz k Delta gleich m g und wird sofort zu Delta gleich m g über k umgestellt.
Mit Masse in Kilogramm, g in Metern pro Sekunde zum Quadrat und k in Newton pro Meter ergibt sich die Dehnung in Metern — die statische Durchbiegung unter der unbelasteten freien Länge. Diese eine Zahl erscheint in Einführungsaufgaben der Mechanik, Laborblättern mit bekannten Massen an einer Federwaage und Erstprüfungen für Schraubenfedern, die eine Last tragen müssen, ohne auf Anschlag zu gehen. Suchintentionen bündeln sich um Rechner für vertikale Federdehnung, Federverlängerung bei hängender Masse, statische Durchbiegung mg über k und Gleichgewichts-Durchhang.
Menschen wollen ein Zahlenresultat zum Abgleich mit einer Skizze oder einem Linealmaß, nicht nur den Hinweis, dass das Hookesche Gesetz existiert. Dieses Werkzeug löst stets die Dehnung aus Masse, k und g; es ordnet keine Mehrfedernetze um, berechnet keine Schwingungsperiode und integriert keine nichtlinearen Kraftkurven. Gibt die Aufgabenstellung das Gewicht bereits als Kraft statt als Masse, wandeln Sie mit m gleich F über g in eine Masse um oder nutzen eine äquivalente Masse, damit die Form mg über k gültig bleibt.
Halten Sie Einheiten durchgängig kohärent: Zentimeter bei der Dehnungserwartung mit Newton pro Meter bei k zu mischen, ohne umzurechnen, erzeugt eine dimensional falsche Zahl, auch wenn die Arithmetik perfekt ist.
Praktischer Einsatz, Grenzen, Preise und Lieferkanäle
Nutzen Sie das Browser-Werkzeug, wenn Sie beim Korrigieren von Hausaufgaben, beim Abgleich einer Laborreihe mit dem gemessenen Hängen oder bei der Abschätzung, wie weit eine gewählte Feder unter Konstruktionslast durchbiegt, eine sofortige statische Dehnungsprüfung wollen. Wählen Sie Einheiten konsistent: Ist die Masse in Kilogramm und k in Newton pro Meter bei g in Metern pro Sekunde zum Quadrat, kommt die Dehnung in Metern; skalieren Sie alle Eingaben gemeinsam, wenn Sie ein anderes kohärentes System bevorzugen, und deuten Sie die Dehnung entsprechend.
Die Ergebnisse sind vollständig deterministisch: dieselbe Masse, Federkonstante und g liefern stets dieselbe Dehnung, dasselbe Gewicht und dieselbe Gleichungstextzeile. Es gibt kein Sprachmodell, keinen externen Physikdienst und keine Zufälligkeit, sodass die Fähigkeit sicher in Continuous Integration und reproduzierbare Unterrichtsmaterialien verankert werden kann. Bevorzugen Sie diese Landingpage, wenn die Suchintention speziell die vertikale Dehnung bei hängender Masse ist und nicht das allgemeine Hookesche Gesetz F gleich k x, die Federkonstante aus Kraft und Verlängerung oder die Federpotenzialenergie — verwandte Arithmetik, aber andere Titel und andere Standardeingaben.
Anwendungsfälle
Hausaufgaben- und Laborübungen mit hängender Masse
Lernende und Korrektoren bestätigen die statische Federverlängerung δ = mg/k für gegebene Masse und Steifigkeit, mit klarer Ablehnung bei null Federkonstante.
Statische Durchbiegungschecks in Design und Spielephysik
Schnell strukturierte Meter Durchhang für eine hängende Last bei bekanntem k, ohne einen vollen Dynamik- oder FEA-Stack aufzusetzen.
Häufige Fragen
Wie berechne ich die vertikale Federdehnung bei hängender Masse?
Setzen Sie g optional; die Standardgravitation ist 9.80665 m/s². Die Antwort enthält stretch gleich m·g/k in Metern.
Was passiert, wenn die Federkonstante null ist?
Die statische Dehnung δ = mg/k ist undefiniert, wenn k null ist, weil das eine Division durch null wäre.
Welche Einheiten soll ich verwenden?
Verwenden Sie jedes kohärente System. Mit Masse in Kilogramm, g in m/s² und k in N/m ist die Dehnung in Metern. Der Rechner wandelt keine Einheiten um.
Kann ich den Wert von g ändern?
Ja. Übergeben Sie g (oder gravity) als positive endliche Zahl. Lassen Sie sie weg, wird die Standardgravitation 9.80665 m/s² verwendet.
Wie weit dehnt sich eine Feder mit 100 N/m bei 2 kg?
Um 0,196 m bei 9,8 m/s². Die Gewichtskraft von 19,6 N wird durch die Federkonstante geteilt, denn im Gleichgewicht hält die Federkraft das Gewicht genau aus.
Berechnet der Rechner auch mehrere Federn?
Nein. Er bestimmt immer die Dehnung einer einzelnen Feder aus Masse, Federkonstante und Schwerebeschleunigung. Netze aus mehreren Federn werden nicht umgerechnet.
Verwandte Tools
Für Entwickler — API-Zugang
Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.
Endpunkt
Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.
Aufruf aus Ihrem Stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/mech/vertical-spring-stretch \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"mass":2,"spring_constant":100}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/mech/vertical-spring-stretch", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"mass": 2,
"spring_constant": 100
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/mech/vertical-spring-stretch",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"mass": 2,
"spring_constant": 100
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/mech/vertical-spring-stretch", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"mass":2,"spring_constant":100}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"mass":2,"spring_constant":100}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/mech/vertical-spring-stretch", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Beispiel-Anfrage
{
"mass": 2,
"spring_constant": 100
}Beispiel-Antwort
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "mech.vertical_spring_stretch",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.
Preis
Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.
Fehler
| HTTP | Code | Bedeutung |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Der API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer). |
402 | insufficient_balance | Ihr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht. |
404 | unknown_type | Unbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog. |
429 | rate_limited | Zu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt. |
Technische Hinweise
Diese Fähigkeit nimmt hängende Masse, Federkonstante und optionale Erdbeschleunigung als endliche Zahlen an, lehnt eine Null-Federkonstante mit einem klaren invalid_input-Fehler ab und liefert Dehnung, Gewicht, Formel und eine substituierte Gleichung als strukturiertes JSON.
Wie dieser Rechner Eingaben prüft und δ = mg/k anwendet
Fehlt g, verwendet der Solver die Standardgravitation neun Komma acht null sechs sechs fünf Meter pro Sekunde zum Quadrat, damit Unterricht und SI-Hausaufgaben einen gemeinsamen Standard teilen. Fehlende Felder, leere Zeichenketten, nichtnumerischer Text, NaN und Infinity scheitern sofort mit Meldungen, die das Feld benennen. Numerische Zeichenketten, die als endliche Dezimalzahlen parsen, werden akzeptiert, damit Formulare und CSV-ähnliche Pipelines Werte ohne Extra-Cast übergeben können. Es gibt keinen Dämpfer, keinen Serien- oder Parallelkombinierer für mehrere Federn und keinen Einheitenumwandlungsdienst — das ist die ideale eindimensionale statische Dehnung aus den drei Skalaren des hängenden-Masse-Problems. Senden Sie einen JSON-Body mit den erforderlichen endlichen Feldern mass (Aliasse m und M) und spring_constant (Aliasse k, K und stiffness) sowie optionalem g (Aliasse gravity und gravity_ms2). Die Masse muss nichtnegativ sein; die Erdbeschleunigung bei Angabe strikt positiv; die Federkonstante muss eine endliche, von null verschiedene Zahl sein, weil Delta gleich m g über k bei k gleich null undefiniert ist — Division durch null wird mit invalid_input abgelehnt, bevor ein Ergebnis zurückkommt, und fehlgeschlagene Validierung wird nicht berechnet. Absolute Beträge sind begrenzt, damit IEEE-Double-Arithmetik auf dem Worker und im Browser endlich bleibt. Nach der Validierung wird das Gewicht als Masse mal g und die Dehnung als Gewicht geteilt durch die Federkonstante gebildet; beides wird auf ein stabiles Zwölf-Dezimalstellen-Gitter gerundet, damit dieselbe Eingabe in verschiedenen JavaScript-Engines dasselbe JSON liefert. Die Antwort spiegelt bereinigte mass, spring_constant und g, setzt weight auf mg, stretch auf Delta in Metern, unit auf die Zeichenkette m, formula auf die kanonische Zeile Delta gleich m g über k, equation auf einen vollständig substituierten lesbaren Quotienten und method auf vertical_spring_stretch.
Praktischer Einsatz, Grenzen, Preise und Lieferkanäle
Nutzen Sie die API, wenn ein Skript, eine Lernplattform, ein Simulationshelfer oder ein Notebook stabiles JSON für viele Masse-k-Paare unter einem einzigen Vertrag braucht. Jede erfolgreiche Anfrage ist ein abrechenbares Item zu $0.002; fehlgeschlagene Validierung wird nicht berechnet. Verknüpfen Sie Unterrichtsbeispiele gezielt: zwei Kilogramm an einer Feder mit hundert Newton pro Meter bei g gleich neun Komma acht ergeben null Komma eins neun sechs Meter Dehnung; eine absichtlich null gesetzte Federkonstante zeigt den harten invalid_input-Pfad. Binden Sie den Endpoint in Mechanik-Übungen, Wettbewerbsprüfer, Laborblätter oder Vorverarbeitungsschritte ein, in denen Sie ohnehin explizite Domänenfehler bevorzugen — etwa das Ablehnen nuller Steifigkeit — statt undurchsichtiger Widgets, die nicht erklären, warum eine schlechte Eingabe abgelehnt wurde.
Integrationsbeispiele
Deterministische Fixtures für Physiktests
Pipelines, die Unit-Tests oder interaktive Federdemos speisen, können ein reines Dehnungsorakel aufrufen, statt das Gleichgewicht in jeder Sprache neu zu implementieren.
Technische Fragen
Ist der Rechner für vertikale Federdehnung kostenlos?
Das Browser-Werkzeug läuft kostenlos auf Ihrem Gerät. API-Aufrufe nutzen vorausbezahltes KIT-Guthaben zu $0.002 pro erfolgreichem Item; Validierungsfehler werden nicht berechnet.