스프링 재료와 Hooke의 법칙 계산

스프링 재료는 탄성계수가 크고 피로강도가 커야 하며, 내충격성도 우수한 특징을 가지고 있다.

아래 표에 각종 스프링 재료의 횡탄성계수와 선형탄성계수를 나타내었다.

 

표 1. 스프링 재료와 탄성계수

Hooke's Law 계산

스프링의 강성을 나타내는 척도인 스프링 상수(spring constant, k)는 Hooke의 법칙인 아래 식으로 나타내며,  스프링을 늘리거나 압축하는 데 필요한 힘은 스프링이 늘어나거나 압축되는 거리에 정비례하는 관계에 있음을 의미한다.

 

(식 1) Fs = -kx

 

여기서 Fs는 x에 가해지는 힘이고, x는 N/m으로 표현되는 스프링에 의한 변위이다. k 값이 높을수록 물체를 주어진 길이로 늘리는 데 더 많은 힘이 필요하다.

 

스프링상수, k (N/m) :

변위, x (m) :

     

Spring force, Fs (N) :