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