Federkraft - das hookesche Gesetz
Fachbezug
Federkraft, Federkonstante, Dehnung. Kraftgesetz.
Aufgabe
Belastest du eine (senkrecht aufgehängte) Feder mit verschiedenen Gewichtsstücken, so wird die Feder verschieden weit gedehnt. Die Gewichtskraft F ist zur Dehnung x der Feder proportional (Hinweis: Hookesches Kraftgesetz).
Berechne aus zwei gegebenen Größen die jeweils dritte Größe! Achte auf die richtigen Einheiten!
Aktivitäten
- Eine Feder wird bei der Belastung durch ein Massenstück von 50 g um 2 cm gedehnt. Berechne die Federkonstante k!
- Die Feder der Radaufhängung eines PKWs hat unbelastet eine Länge von 28 cm. Bei Belastung durch eine Masse von 250 kg hat sie eine Länge von 23 cm. Berechne die Federkonstante!
- Ein Kind mit der Masse m = 15 kg setzt sich auf einem Spielplatz auf ein Spielgerät, das von einer Feder (Konstante k = 3000 N/m) gehalten wird. Um wie viel cm wird die Feder verformt?
- Eine "Federwaage" (k = 10 N/cm) wird bei Belastung um 4,6 cm gedehnt. Berechne die Gewichtskraft und die Masse!
Zusatz
Beachte, dass die Federkraft und die Gewichtskraft entgegengesetzt wirken. In vektorieller Schreibweise muss es daher heißen: F = -k · x