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Calculadora de Catenary

Calculadora online gratuita de catenary. Introduce tus valores y obtén resultados al instante con la fórmula, el procedimiento paso a paso y un ejemplo resuelto — todo se calcula en tu navegador en Calcton, sin registro.

Versión en chino: 悬链线在线计算器

Calculadora de Catenary
参数 a(最低点曲率半径 = H/w)
横坐标 x(自最低点起算)
单位长度载荷 w(可选,用于张力,默认 1)

原理

悬链线(catenary)是两端固定、仅受自身重力的均匀柔索的平衡形状,方程 y = a·cosh(x/a),其中 a = H/w(H 为最低点水平张力,w 为单位长度重量)。它与抛物线形似而本质不同:均布载荷沿弧长分布得悬链线,沿水平分布(如吊桥)才是抛物线。

弧长 s = a·sinh(x/a),曲线下面积 = a²·sinh(x/a)(恰为 a×弧长),任意点张力 T = w·y——张力处处沿切线,竖直分量吊起该段索重。

使用步骤

① 输入参数 a 与目标横坐标 x;② 如需张力,填单位长度载荷 w;③ 点击计算得到高度、弧长、面积与张力。

计算示例

a = 1、x = 1 时:y = cosh(1) = 1.543080634815,s = sinh(1) = 1.175201193644,面积 = 1.175201193644;x = 2 时 y = cosh(2) = 3.762195691084,弧长增长到 sinh(2) = 3.626860407847。

注意事项

a 的几何意义是最低点处的曲率半径:a 越大链越「平缓」,a 越小垂得越深。工程上先测垂度与跨距反推 a:设跨距半宽 L/2、垂度 f,则 f = a(cosh(L/2a) − 1),数值求解即可。

常见问题

Q:悬链线和抛物线怎么区分?A:仅看一段很难肉眼分辨,但悬链线满足 y'' = (1/a)√(1+y'²),抛物线满足 y'' = 常数。圣彼得大教堂贝尼尼华盖链与高线的争论正是靠这一区别裁定。

Q:为什么倒过来的悬链线是最优拱?A:把悬链线翻转(如圣路易斯拱门),压应力沿曲线处处切向、无弯矩,是纯压状态下的极限形状——罗伯特·胡克 1675 年的著名论断。

参考值区(同源数值校验)

cosh(1) = 1.543080634815、sinh(1) = 1.175201193644;GL16 弧长核 ∫√(1+sinh²(x/a))dx 与解析 a·sinh(x/a) 一致(1.175201193644)。

Cómo usar la calculadora de catenary

  1. Rellena los campos con tus propios números — cada campo indica qué valor espera.
  2. El resultado se actualiza al instante mientras escribes; no hay que pulsar "Calcular".
  3. Lee la tarjeta de resultado para la cifra principal, la fórmula paso a paso y las notas prácticas.

Preguntas frecuentes

¿Es gratis la calculadora de catenary?

Sí — todas las calculadoras de matemáticas en Calcton son gratis y no requieren registro. Tus datos se procesan en tu navegador y nunca se envían a un servidor.

¿Hay una versión en chino de esta herramienta?

Sí. Usa el enlace a la versión china de arriba: es la misma calculadora con la interfaz en chino simplificado.

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