Såsom diskuterats i Halliday och Resnick's "Fundamentals of Physcis", säger Hooke's law att formeln som avser den kraft en fjäder utövar, som en funktion av dess förskjutning från dess jämviktslängd, är kraften F = -kx. x här är ett mått på förskjutningen av fjäderns fria ände från dess lossade, osträckta position. k är en proportionalitetskonstant kallad "styvhet" och är specifik för varje vår. Minustecknet är framför, eftersom den kraft som fjädern utövar är en "återvändande" kraft, vilket innebär att den motsätter sig förskjutningsriktningen x, i syfte att återföra fjädern till sin lossade position. Fjäderekvationen håller vanligtvis för förskjutning x i båda riktningarna - både sträckning och komprimering förskjutning - även om det kan finnas undantag. Om du inte känner till k för en specifik vår, kan du kalibrera din fjäder med en vikt av känd massa.
Bestäm positionen för den fria änden av våren, om den hänger löst - den andra änden anbringas till något fast som en vägg.
Bestäm vilken förskjutning x från jämviktspositionen du vill veta vårkraften, mäta den i meter.
Multiplicera x för att hitta den kraft som fjädern utövar för att försöka återvända till dess jämviktsläge. Om x är i meter och k är i kilogram per sekund kvadrerad, då styr F är i Newtons, SI-enheten för kraft.
Om du inte känner till k, fortsätt till nästa steg för att bestämma det .
Hitta vårens proportionalitetskonstant k genom att hänga en vikt av känd massa m, helst i kilo, från fjäderns fria ände, efter att den har placerats vertikalt. Från den resulterande förskjutningen kan du bestämma k av förhållandet k = -mg /x, där g är gravitationsaccelerationen konstant 9,80 m /s ^ 2, där caret ^ indikerar exponentiering.
Till exempel, om fjädern förskjuter x = 5 centimeter under en belastning på 5 kg, sedan k = - 5 kg x 9,80 m /s ^ 2 /(-0,05 m) = 980 kg /s ^ 2. Så då kan du senare lösa för dess återställningskraft F när förskjutningen x är 10 cm, enligt följande F = (-980 kg /s ^ 2) (0,10m) = -9,8 Newton.
Varning
Formeln är korrekt endast upp till en punkt. För stor x kommer det inte att vara korrekt. Förskjutning x i båda riktningarna påverkar inte nödvändigtvis samma storhet av återställningskraft, t.ex. om vändningarna på vårens spole är tätt bundna i det avslappnade, jämviktsläget.
