Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte745/Kräfte an der Schraubenfeder/Grundwissen
Das Hooke'sches Gesetz
Das Hooke'sches Gesetz beschreibt die Auswirkung von Kraft auf einen elastischen Körper wie eine Feder. (F=D×s)
Bei Messungen sind in der Regel Kraft und Länge der Schraubenfeder direkt
Proportional zueinander (F~s).
Das heißt wenn sich die Kraft verdoppelt, verdoppelt sich die Länge der Schraubenfeder.
Schraubenfeder
Eine Schraubenfeder besteht aus einem stählernen Draht, der zu einer spiralförmigen Form gewunden ist.
Abhängig ist die Federkraft von der Lage und des Durchmessers des Drahtes.
Allerdings spielt die Art der Verwindung und die Anzahl der Windungen auch eine Rolle für die Federkraft.
Entstehung der Kraft
Wenn man die Schraubenfeder zusammen drückt oder auseinander zieht, entsteht eine Kraft.
Die Kraft nennt man dann Federkonstante oder Federkraft.
Die Kraft, welche auf der Schraubenfeder wirkt, hängt z.B von der Art der Bewegung, der Belastung, der Federkonstante
oder der Kompression ab.
Die Kräfte an der Schraubenfeder bestehen aus zwei Hauptkomponenten: Einer Federkraft und einer Lastkraft.
-Federkraft:
Sie hängt von Dehnung und der Federkonstante der Feder ab und versucht die Lastkraft auszugleichen.
-Lastkraft:
Wird durch die Objekte erzeugt, welche auf die Feder einwirken und trägt dazu bei, die Feder zu dehnen oder zu komprimieren.
Ferderkonstante
Die Federkonstante ist eine Materialkonstante, welche die Dehnung und die Kraft einer Feder in Beziehung zieht.
Federkonstante=FZ: D
Sie ist für jede Art von Feder unterschiedlich.
Zusätzlich gibt sie an wie hart eine Feder ist.
Um die Federkonstante zu berechnen muss man F/s rechnen.
Formel der Schraubenfeder
Die Formel für die Schraubenfeder lautet F = D ⋅ Δ x .
-F= die Kraft, die auf die Feder wirkt
-D= Federkonstante
-Δ x= die Längenänderung zwischen der gedingten und belasteten Schraubenfeder.
Berechnungen
Formel: 1.D= F/s 2.F= D*s 3.s= F/D
Einheit: 1.N/cm 2.N 3.cm
