Calculadora de constante elástica
Esta calculadora de constante elástica informa a rigidez de uma mola. Exemplo: 50 N esticam uma mola em 0,1 m, então k = 500 N/m.
Exemplo: O que é conhecido: Força e deformação (Hooke) · Força F 50 N · Deformação x 0,1 m → Resultado: k = 500 N/m (constante elástica). Fonte: Halliday/Resnick/Walker, Fundamentals of Physics (F = −k·x, E = ½·k·x², T = 2π·√(m/k)). Atualizado em: .
Como o cálculo é feito
A constante elástica k (ou rigidez da mola) indica a força necessária para esticar ou comprimir uma mola em um metro. Quanto maior k, mais rígida a mola. A unidade é N/m.
Fórmulas
Pela lei de Hooke, F = k·x, logo k = F / x. Se a energia armazenada E = ½·k·x² é conhecida, então k = 2·E / x². Em um pêndulo elástico de massa m e período T vale T = 2π·√(m / k), ou seja, k = 4π²·m / T².
Exemplo
Uma força de 50 N estica uma mola em 0,1 m: k = 50 / 0,1 = 500 N/m, ou 0,5 N/mm ou 2,85507 lbf/in. A mola armazena E = ½ · 500 · 0,1² = 2,5 J. Com E = 2,5 J e x = 0,1 m, obtém-se o mesmo k = 500 N/m. Um pêndulo elástico de 0,5 kg com T = 0,2 s dá k = 4π² · 0,5 / 0,2² = 493,48 N/m, com frequência de 5 Hz.
- A deformação deve estar em metros; divida centímetros por 100.
- Duas molas iguais em série têm metade da constante; em paralelo, o dobro.
- A lei de Hooke só vale no regime elástico; além do limite elástico, a mola se deforma permanentemente.
Perguntas frequentes
O que significa uma constante elástica alta?
Uma mola rígida: mesmo uma pequena deformação exige muita força. Com k = 500 N/m, cada milímetro de deformação pede 0,5 N, ou seja, cerca de 5 N por centímetro.
Como obtenho a constante elástica pelo período?
Com k = 4π²·m / T². Para m = 0,5 kg e T = 0,2 s resulta k = 493,48 N/m.
Como converto N/m em N/mm?
Divida por 1000: 500 N/m são 0,5 N/mm. Para lbf/in, divida por 175,127.
Fontes e base legal
- Halliday/Resnick/Walker, Fundamentals of Physics (F = −k·x, E = ½·k·x², T = 2π·√(m/k))
- Wikipedia – Federkonstante
Última atualização: · Princípios editoriais
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