Des ressorts en série se comportent comme des résistances en parallèle

C'est la colonne de l'énergie qui est intéressante

La moitié de la constante fois la course au carré donne 2,5 joules pour un ressort, 5 pour la paire en série et 1,25 pour la paire en parallèle — sous une charge identique de 50 N. Le montage souple stocke quatre fois plus que le raide, parce que l'énergie est une force fois une distance et que le souple parcourt quatre fois plus de chemin. Voilà pourquoi un ressort long et souple amortit mieux qu'un court et raide de même calibre : absorber un choc donné, c'est en stocker l'énergie quelque part, et le ressort raide arrive en butée avant d'en avoir pris beaucoup. C'est aussi pourquoi un montage raide revient plus vite en place — il a moins à restituer.

Couper un ressort en deux double sa constante

La règle de la série lue à l'envers le dit : un ressort entier n'est que deux demi-ressorts bout à bout, chaque moitié doit donc être deux fois plus raide que l'ensemble. C'est un fait d'atelier réellement utile — un ressort trop souple peut être raccourci plutôt que remplacé — et c'est aussi un avertissement : un ressort coupé à la demande n'est plus le composant de la fiche technique. La charge maximale admissible ne change pas, mais elle est atteinte à mi-course, et l'énergie que le ressort raccourci peut absorber avant d'arriver en butée a diminué de moitié. Si les ressorts hélicoïdaux ont les extrémités meulées à plat, c'est pour une raison : une coupe brute demande en général une reprise avant de porter d'aplomb.

Questions fréquentes

Quand la loi de Hooke cesse-t-elle de valoir ?

Quand le ressort est étiré assez loin pour se déformer définitivement, et cela arrive plus tôt qu'on ne l'imagine. Jusqu'à la limite élastique, la force est réellement proportionnelle à l'allongement et le ressort revient exactement à sa longueur d'origine ; au-delà, le métal cède et le ressort revient plus long qu'il n'était, avec une constante différente pour la suite. Un ressort qui ne tient plus sa charge nominale est en général un ressort qu'on a trop étiré une fois, pas un ressort usé peu à peu. Le modèle linéaire tombe aussi à l'autre extrémité, quand les spires se touchent : la constante n'y monte pas doucement, elle devient pratiquement infinie.

Pourquoi la constante est-elle une conductance et non une résistance ?

À cause de la grandeur qui se partage et de celle qui s'additionne. Dans un circuit série, le courant est commun et les tensions s'ajoutent ; dans une série de ressorts, la force est commune et les déplacements s'ajoutent. La force s'aligne donc sur le courant et le déplacement sur la tension, ce qui fait de la constante de raideur — force par déplacement — la contrepartie du courant par tension, c'est-à-dire une conductance. Une fois l'appariement posé, le reste suit sans réflexion supplémentaire : ce qui se combine en inverses pour la conductance se combine en inverses pour la raideur, dans exactement le même montage.