Eine Feder ist ein Gegenstand, der sich beim Aufbringen einer Kraft in eine bestimmte Richtung zusammendrückt und dann nach Wegnahme der Kraft entspannt oder auf seine ursprüngliche Dimension zurückfedert. Federkraft ist die Beschreibung der Kraft, die das Zurückfedern der Feder bewirkt. Es ist eine Eigenschaft des Materials auf molekularer Ebene und seine dreidimensionale Form auf Makroebene. Das Hookesche Gesetz ist die übliche Formel zur Berechnung dieser Kraft.
Ein konstanter Druck auf eine Oberfläche kann alles sein, was von einer Feder in einem Mechanismus verlangt wird. Federn im Stoßdämpfungssystem eines Autos werden nicht kalibriert, um die Durchbiegung zu messen, sondern um die von den Rädern auf das Auto übertragene Energie zu absorbieren. Bei vielen Kleingeräten oder Elektrogeräten bestehen Schalter teilweise aus einem als Feder wirkenden Blechstreifen. Der Streifen ändert seine Form, wenn Druck ausgeübt wird, wodurch dann ein neuer Satz elektrischer Kontakte verbunden wird.
Bei anderen Anwendungen liefern Federn dem Benutzer eine proportionale quantitative Rückmeldung. Beim Messen eines Gewichts wird die Federkraft proportional zur Schwerkraft auf das Gewicht komprimiert. Je genauer eine lineare Antwort beobachtet wird, desto besser sind ein gegebenes Material und eine gegebene Konfiguration für eine Messtechnikanwendung ausreichend. Materialien, die über ihre Elastizitätsgrenze hinaus gedehnt werden, reagieren nicht mehr als Feder.
Federn gelten nicht als einfache Maschine, da sie keine Kraft über eine Strecke übertragen. Sie müssen sich über eine Strecke auslenken oder dehnen, um die auf die Feder aufgebrachte Energie zu absorbieren. Der größte Teil der Energie wird wieder in die ursprüngliche Einfallsrichtung freigesetzt. Die Federkraft wird immer im Einfallswinkel aufgebracht. Ein Teil der Energie geht als Wärme verloren.
Das Hookesche Gesetz besagt, dass die Kraft gleich dem Negativen der Federkonstante multipliziert mit dem Abstand ist. Solange eine Feder innerhalb ihrer elastischen Grenzen arbeitet und proportional auf die aufgebrachte Kraft reagiert, ist die Feder eine Hookes-Feder und ihr Material wird als solche betrachtet. Diese Materialien sollen eine linear-elastische Eigenschaft haben und haben eine charakteristische Federkonstante. Das negative Vorzeichen ist das Ergebnis der resultierenden Kraft aus der entgegengesetzten Richtung der einfallenden Kraft.
Auf dem neuen Gebiet der mikroelektromechanischen Systeme (MEMS), auch Mikromaschinen genannt, wurden mikroskopische Federn hergestellt. Diese Nano-Federn bestehen aus Filmen, die ähnlich wie integrierte Schaltkreise (IC) geätzt sind. Forscher haben Hookesches Verhalten demonstriert und sie als winzige Lineale oder Sonden verwendet, um Oberflächenvariationen zu erkennen.