自由バネ計算ツールは、工学および物理学で使用される貴重なツールです。 固有周波数 ある春の。固有振動数は ω (オメガ) で表され、ラジアン/秒 (rad/s) で測定され、ばねが平衡位置から変位したときにどれくらいの速さで振動するかを示します。これを計算するには、次の 2 つの重要なパラメータが必要です。
- ばね定数(k): バネの剛性 (ニュートン/メートル (N/m))。
- バネに付く質量(m): スプリングが支えている質量をキログラム (kg) で表します。
固有振動数 (ω) を計算する式は次のとおりです。
ω = √(k / m)
この式の構成要素を分解してみましょう。
- ω(オメガ): これは、ラジアン/秒 (rad/s) で表した固有振動数です。
- k: バネ定数 (N/m 単位で測定)。
- m: バネに取り付けられている質量 (kg 単位で測定)。
基本的に、自由バネ計算ツールは、特定の質量とバネ定数を受けたときにバネがどのように動作するかを理解するのに役立ちます。この公式を使用すると、車両のショックアブソーバーの設計から精密な機械システムの作成に至るまで、さまざまなエンジニアリング アプリケーションで情報に基づいた意思決定を行うことができます。
一般条件と変換
| 契約期間 | 説明 |
|---|---|
| 固有振動数(ω) | ばねが振動する速度 (ラジアン/秒)。 |
| ばね定数(k) | の尺度 ばねの硬さ N/m単位。 |
| 質量（m） | スプリングに取り付けられている質量 (kg)。 |
これらの用語は、計算機によって提供される結果を解釈するのに役立ち、特に次のことを行う必要がある人にとって有益です。 頻繁にスプリングを使用します。
自由バネ計算機の例
<span class="notranslate">シナリオ</span>: 車のサスペンション システムを設計していると、スムーズな乗り心地を確保するためにスプリングの固有振動数を計算する必要があります。
- ばね定数 (k) = 500 N/m
- 質量（m）= 200 kg
式の使用：
ω = √(500 / 200)
ωの計算:
ω = √(2.5) ω ≈ 1.58 rad/s
したがって、このシナリオでは、バネの固有振動数は約 1.58 rad/s になります。この情報は、サスペンション システムの設計をガイドして、望ましい乗り心地とハンドリングを実現することができます。
最も一般的な FAQ
固有振動数は、ばねが外部の力や振動にどのように反応するかを決定するため、ばねの設計において非常に重要です。これは、エンジニアが、車のサスペンション、時計の機構、またはその他のスプリングを含むシステムのいずれであっても、スプリングの動作が目的の用途に適合することを確認するのに役立ちます。
フリー スプリング カリキュレータは主に、一定のバネ定数を持つ線形バネ用に設計されています。非線形スプリングや可変剛性スプリングなど、より複雑なスプリング設計を扱う場合は、特殊なツールや計算が必要になる場合があります。
計算機で間違った単位を使用すると、不正確な結果が生じる可能性があります。計算を有効にするには、バネ定数 (k) の単位が N/m であり、質量の単位 (m) が kg であることを確認することが重要です。