Loi de Hooke
Calculateur
Résultats
- Force (N)
- 30
- Énergie potentielle élastique
- 2.25
Résultats de physique
| Force (N) | 30 |
| Énergie potentielle élastique | 2.25 |
Diagramme formula-map
- Force (N)
- 30
- Énergie potentielle élastique
- 2.25
Relation physique
Formule
F = k × x= 30
Note
Ce résultat applique une équation idéalisée aux valeurs saisies ; il ignore la résistance de l'air, les tolérances des matériaux et les autres pertes réelles.
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Voir tout →Questions fréquentes
Que décrit la loi de Hooke, F = kx?+
Elle décrit la force de rappel qu'exerce un ressort (ou tout matériau élastique) lorsqu'il est étiré ou comprimé d'une distance x, où k est la constante de raideur — une mesure de la rigidité du ressort en newtons par mètre. Un k plus grand signifie un ressort plus rigide nécessitant plus de force pour se déformer de la même distance.
Pourquoi le calculateur avertit-il à propos de la « limite élastique »?+
La loi de Hooke ne s'applique que dans la région élastique d'un ressort, où la déformation est directement proportionnelle à la force et où le ressort retrouve sa forme initiale une fois la force retirée. Au-delà de la limite élastique, le matériau se déforme de façon permanente (déformation plastique) ou se brise, et la simple relation linéaire F = kx ne prédit plus correctement le comportement.
Comment détermine-t-on réellement la constante de raideur k pour un ressort réel?+
Elle est généralement mesurée expérimentalement en suspendant des poids connus à un ressort et en mesurant l'extension résultante, puis en calculant k comme la pente de la force en fonction de l'extension (k = F/x) — les ressorts rigides utilisés dans des applications robustes ont des valeurs de k bien plus élevées que les ressorts souples, comme ceux d'un stylo. Les fabricants indiquent généralement aussi k sur la fiche technique du ressort.
La loi de Hooke s'applique-t-elle de la même façon à la compression qu'à l'étirement?+
Oui, pour un ressort idéal — la même formule et la même constante de raideur s'appliquent que le ressort soit comprimé ou étiré, la force de rappel agissant toujours pour ramener le ressort vers sa longueur naturelle non étirée. Certains ressorts réels se comportent légèrement de manière asymétrique en compression par rapport à la traction, mais le modèle idéal de la loi de Hooke traite les deux directions de façon identique.
Pourquoi l'énergie potentielle d'un ressort se calcule-t-elle différemment de la force elle-même?+
La force selon la loi de Hooke varie continuellement à mesure que le déplacement change, donc l'énergie emmagasinée (énergie potentielle élastique) est obtenue en intégrant la force sur la distance, donnant Ep = ½kx² plutôt qu'un simple produit F fois x. Cette relation au carré signifie que doubler l'étirement quadruple l'énergie emmagasinée, un peu comme doubler la vitesse quadruple l'énergie cinétique.