ばね定数の単位は？1分でわかる単位と意味、計算方法、ヤング率、kg/mmとの関係
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ばね定数の単位は「N/m」「kN/cm」「N/mm」「kN/m」などを使います。ばね定数を求める公式は「ｋ＝Ｆ/ｘ」です。Ｆは力、ｘは変形量です。よって「単位長さ当たりの力」がばね定数です。ばね定数の単位の「分母には長さの単位、分子には力の単位」となります。今回は、ばね定数の単位と意味、計算方法、ヤング率、kg/mmとの関係について説明します。ばね定数、ヤング率の詳細は下記が参考になります。
ばね定数とは？1分でわかる意味、公式、ヤング率、単位、求め方
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ばね定数の単位は？意味、計算方法
ばね定数の単位は「N/m」「kN/cm」「N/mm」「kN/m」などです。ばね定数の単位は「単位長さ当たりの力」になります。
ばね定数は「力÷変位量」で算定できるので、ばね定数の単位も「分母は長さの単位、分子は力の単位」を用います。長さの単位には「mm、cm、m」、力の単位は「N、kN」などを使いますね。
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実際にばね定数を計算しましょう。下図をみてください。バネに10kgの重りを付けたとき、バネが10cm変形しました。ばね定数を算定してください。ただし、ばね定数の単位は「N/m」、重力加速度は10m/s^2とします。
前述した公式に当てはめる前に、重りの質量を「力（重量）」に変換します。力＝質量×重力加速度なので、「10kg×10m/s^2=100N」です。また10cm=10÷100=0.1mです。よって、
になります。ばね定数の詳細は下記も参考になります。
ばね定数とは？1分でわかる意味、公式、ヤング率、単位、求め方
ばね定数の単位とヤング率の関係
ばね定数を求める式は「k=F/x」です。また、フックの法則「σ＝Eε」、部材の軸方向の応力度「σ＝F/A」を変形すると、
が得られます。Ｅはヤング率、Ｌは部材の長さ、σは部材に生じる応力度、εはひずみです。ヤング率の単位はＮ/m㎡などを使います。各値の「単位だけ」を考えて計算すると、前述したばね定数の単位になりますね。
ヤング率の単位、ばね定数とヤング率の関係は下記も参考になります。
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ばね定数の単位換算、kg/mmとの関係
ばね定数の単位は「単位長さ当たりの力」です。よって、ばね定数の単位換算は、「力の単位換算」と「長さの単位換算」の組み合わせです。よって、ばね定数の単位換算を丸暗記する必要は無いです。ばね定数の単位換算の例を下記に示します。
・1N/m ⇒ 1000N/mm
・1N/m ⇒ 0.001 kg/mm
力の単位換算、長さの単位換算は下記が参考になります。
応力の単位換算は？1分でわかる方法、n/m㎡、n/㎡、n/c㎡、kgf/m㎡、ヤング率との関係
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まとめ
今回は、ばね定数の単位について説明しました。ばね定数の単位は「N/m」「kN/cm」「N/mm」「kN/m」などを使います。単位を丸暗記するのではなく「ばね定数の求め方」を理解しましょう。また、「力の単位」「長さの単位」をそれぞれ勉強しましょうね。下記が参考になります。
ばね定数とは？1分でわかる意味、公式、ヤング率、単位、求め方
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- 名前 ハナダユキヒロ/MITUME lab代表.
- 2010年 弊サイトを開設
- 2010～2017年 国立大学大学院修了
- 2017年12月に当HPが書籍化。
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- 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
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