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Mes outils

Mécanique et machines simples · Le droit et l'élasticité de Hooke en physique GCSE

Simulateur de loi de Hooke et de dynamomètre

Démystifier le paradoxe de l'examen classique: deux adversaires 5N tire lire 5N, NON 10N. Simule F = k*dx, constantes de ressort série/parallèle, et énergie de potentiel élastique.

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  • Pas d'inscription
  • Dérivés vivants
  • Mode projecteur
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Calcul local · Privé
Laboratoire scientifique interactif Physique pure côté client et calcul mathématique. Les entrées sont traitées localement sans stockage de données personnelles.
Étape de simulation 3D● 60 FPS
Préréglages et pièges communs :

Contrôles des paramètres

N
N/m
N/m
cm

Dérivations et métriques en direct

Lecture à l'échelle
--
Extension Δx
--
Longueur totale L
--
Efficacité k
--
Calcul de la formule en temps réel
Formule de calcul: --
Substitution: --
Régime : --
Outil connexe : Outil standard : calculateur de taux de ressort

Exemples travaillés et question d'examen Plongée profonde

Problème travaillé

Problème : Un ressort est 10cm déchargé et 12cm avec 2N. Quelle est l'extension et la longueur totale sous 5N dans la limite élastique?
Dérivation étape par étape :
  1. Extension par newton = 2cm / 2N = 1cm/N. Sous 5N, extension Δx = 5cm, longueur totale L = 10 + 5 = 15cm.

Problème travaillé

Problème : Deux ressorts identiques avec k=200N/m sont connectés en série et parallèles sous 20N. Trouver k et extension efficaces.
Dérivation étape par étape :
  1. Série: k_series = 100N/m, Δx = 20/100 = 0,2m = 20cm. Parallèle: k_parallel = 400N/m, Δx = 20/400 = 0,05m = 5cm.

Feuille de travail et problèmes de pratique

Q1. Variante 1: Quelles sont les trois étapes obligatoires d'inspection avant utilisation pour un dynamomètre à ressort?
Q2. Variante 2: Une échelle de ressort est de 18cm sous 10N et de 22cm sous 15N. Trouvez la longueur L0 déchargée et la rigidité k.
Q3. Variante 3: Deux écailles de ressort identiques sont accrochées en série supportant 6N. Qu'affiche chaque échelle?

Foire aux questions et idées fausses

Pourquoi une double traction 5N n'est pas 10N ou 0N ?
L'échelle mesure la tension interne. Deux forces 5N opposées équilibrent l'ensemble, induisant exactement 5N de tension. Sans force opposée, l'échelle s'accélérerait librement sans s'étirer.
Une échelle de ressort peut-elle être utilisée à l'envers?
C'est pas vrai. Le boîtier en métal a une masse. Il ajoute le poids de l'enveloppe à la lecture au printemps, introduisant une erreur positive systématique, à moins qu'il ne soit re-zéro dans cette position.
Que se passe-t-il lorsque la limite élastique est dépassée?
La déformation plastique se produit. Le ressort ne reviendra pas à sa longueur d'origine, violant la loi de Hooke et ruineant définitivement l'étalonnage de l'échelle.
Si un ressort est coupé en deux, la rigidité augmente-t-elle ou diminue-t-elle?
Il double (k' = 2k). Sous la même force, chaque moitié s'étend de moitié jusqu'à l'ensemble du ressort, ce qui signifie que deux fois la force est nécessaire pour l'extension de l'unité.