Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte744/Hookesches Gesetz

Hookesches Gesetz

F=Federkraft

k,D=Federkonstante

x=Länge der Feder

s= Änderung der Länge

Definition:

Das Hooksche Gesetz beschreibt die Wirkung einer Kraft auf elastische Körper wie z.B Federn. Die Federkonstante (Federhärte) wird mit K oder D bezeichnet. Es gilt F= K•s mit der Längenänderung (s) der Feder.Wenn man eine Masse an eine Feder hängt ist ist die längenänderung proportional zur Masse

Formeln:

F=k •s

D,k= F/s

Skizze:

Auf die linke Feder wirkt eine Gewichtskraft von F0 ,da an sie keine Masse gehängt ist. Sie hat so ohne äußere Belastung eine länge von x0 . Belastest du die Feder in dem du eine Masse / Gewicht daran hängst ,wirkt zusätzlich eine kraft Fkugel auf die Feder. Insgesamt wirt jetzt also die Kraft F=F0 + F kugel auf die Feder.

Die Feder dreht sich aus und hat nun mit angehängter kugel die Länge x. die Längenänderung s der Feder ist also

s=x-x0 Achtung! das ist bei den Federn die nach probe

Experiment:

was braucht man : Federkraftmesser , Gewichte,Lineale

Vermutung: proportional

F
5N					5:5
4N				4:4
3N			3:3
2N		2:2
1N	1:1
0	1cm	2cm	3cm	4cm	5cm	s

Es ist proportional ,nach der Aussage von Robert Hooke ,, je größer die Ausdehnung ,desto größer auch die Kraft".

F~s

Aufgaben

Vorgerechnete Schüleraufgabe:

Eine 5cm lange Kugelschreiberfeder mit der Federkonstante D=350 N/m wird um 1,5 cm zusammengedrückt. Welche Kraft wirkt auf die Feder?

Geg. : s=1,5cm =0,015m D= 350 N/m

Ges. : F

Lösung:

F= D•s = 0,015 m•350 N/m = 5,25 N

Aufgaben zum selber rechnen:

1. Eine 10 cm lange Feder mit der Federkonstante D= 240 N/m wird um 2 cm zusammengedrückt. Welche Kraft wirkt auf die Feder?
   
2. Eine Feder mit der Federkonstante D= 550N/m wird 6 cm nach unten gedrückt . Welche Kraft wirkt auf die Feder?