스프링 탄성 위치 에너지 계산기

스프링 탄성 위치 에너지 계산기 사용법

스프링 상수는 N/m, 자연 길이에서 변위 크기는 m로 입력합니다. 압축과 신장은 에너지 크기에서 제곱되어 같은 결과를 냅니다.

입력값 확인

• 스프링 상수: 스프링 상수는 N/m 단위입니다. 예: 200 N/m
• 변위: 자연 길이에서의 변위 크기를 m 단위로 입력하세요. 예: 0.1 m

계산 원리와 공식

그림: E = ½kx²의 입력 관계와 결과를 시각화한 도식.

이상적 스프링은 변위에 비례하는 복원력을 냅니다. 힘-변위 그래프의 삼각형 면적이 ½kx²이므로 그 값이 저장된 탄성 위치 에너지입니다.

공식: E = ½kx²

실제 계산 예시

예시 1 — 기본 조건: 스프링 상수 200N/m, 변위 0.1m이면 에너지는 1J입니다.

입력값: 스프링 상수 200 N/m · 변위 0.1 m.

예시 2 — 다른 조건: k=500N/m, x=0.2m이면 E=0.5×500×0.2²=10J입니다.

입력값: 스프링 상수 500 N/m · 변위 0.2 m.

결과 해석과 적용 범위

변위를 두 배로 하면 에너지는 네 배, 스프링 상수를 두 배로 하면 에너지도 두 배입니다. 단위는 J입니다. 계산은 입력한 자료와 위 전제에 한정됩니다. 실제 측정이나 설계에 사용할 때는 결과의 단위와 반올림 자릿수를 확인하고, 필요한 경우 원자료를 함께 보관하세요.