Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Kraefte an der Schraubenfeder
Herzlich Willkommen auf unserer Seite zu Kräften an der Schraubenfeder,
Wir wünschen euch viel Spaß 😉
Grundwissen
Hängt man an eine Schraubenfeder verschiedene Gewichte (100g=1N) verlängert sich die Schraubenfeder unterschiedlich.
Je mehr Kraft (in Newton) auf die Schraubenfeder einwirkt, desto mehr verlängert sich die Schraubenfeder. Dieser Vorgang ist proportional, wenn die Feder nicht überdehnt wird (zu viel Gewicht an der Feder hängt)
Wichtig ist das die Gewichtsangabe in Newton angegeben wird. Das bedeutet, wenn man an die Feder 10g hängt, sind das 0,1N.
Berechnungen
F= D•s (Hooke‘sche Gesetz)
s= die Verlängerung der Feder in cm
D= Federkonstante
–>Durch ein Experiment mit einer Schraubenfeder findet man die Werte für die Berechnung der Ferderkonstante heraus. Das bedeutet wenn bei einem Experiment heraus kommt, dass die Verlängerung s 1cm ist und ein Kraft von 1 N auf die Feder einwirkt kann man die Federkonstante berechnen.
–> Berechnung der Federkonstante: D= F:s
F findet man heraus in dem man das Gewicht (unten an der Feder) in Newton umrechnet
100g=1N
—> wenn man die Federkonstante berechnet hat, kann man F berechnen, indem man F= D•s rechnet:
Newton= Federkonstante• beliebiger Wert s (dieser Wert ist je nach Aufgabenstellung unterschiedlich)
Beispiel
Man hängt an eine Schraubenfeder 400g, die Verlängerung ist 4cm. Wir wollen heraus finden wie viel Kraft (in N) auf die Schraubenfeder einwirkt, wenn die Verlängerung s 2,5cm ist.
- Muss man die Ferderkonstante aus den vorgegebenen Werten berechnen.
- Danach kann man mit der Federkonstante und dem vorgegebenem Wert die Kraft, die auf die Feder einwirkt, berechnen
Federkonstante: (D= F:s)
Einsetzten: D= 4N:4cm —> 400g=4N
Berechnen: D= 1N/cm —> jetzt haben wir die Federkonstante berechnet.
Endgültige Berechnung: F= D•s
- Einsetzten: F=1N/cm•2,5cm cm können weggestrichen werden (2•cm)
- Berechnen: F=2,5N -> jetzt haben wir den Endwert berechnet. 😌
Antwort: Wenn die Verlängerung 2,5 cm sind, wirkt 1 N auf die Feder ein.
Wenn ihr es jetzt verstanden habt, könnt ihr jetzt noch eine Übungsaufgabe lösen.
