Fragen zu Aufgaben zur Federhärte?
Ich lerne für meine Physikarbeit und eines unserer Themen ist die Federhärte.
Ich habe zu ein paar Aufgaben eine Frage.
"5. Eine unbelastete Feder ist 15cm lang. Bei einer Belastung mit einer Kraft mit dem Betrag 6,0N entsteht eine Gesamtlänge von 50cm . Berechne den Betrag der Kraft, mit der man an der Feder ziehen muss, um sie auf das Dreifache ihrer ursprünglichen Länge auszudehnen."
Das Ergebnis soll 5,1N sein.
Ich dachte mir, dass ich zuerst die Federhärte ausrechne. D = F / Delta s D.h., dass ich 0,35 m nehm (0,5m-0,15m) und die 6 Newton. Dann komm ich auf 17,14 N/m. Und dann würde ich mit dieser Federhärte und dem Dreifachen von 0,15m (also 0,45m) rechnen, um die Kraft zu berechnen. Da komm ich aber auf ~7N.
Zwei Federn von je 20cm Länge werden jeweils mit 6,0N belastet. Die erste Feder ist dann 26cm , die zweite 30cm lang. a) Berechne die Federkonstanten D1 und D2 beider Federn. [100N/m ; 60N/m] b) Berechne die Längen der Federn, wenn sie jeweils mit 8,0N belastet werden. [28cm ; 33cm]
Auch hier stellt sich mir dieselbe Frage. Ich bin auf die 100N/m und 60 N/m gekommen, aber danach komm ich wieder nicht auf die 28cm oder die 33cm.
Die Federn werden aneinander gehängt und mit einer Kraft von 6,0N belastet. Berechne die Gesamtlänge beider Federn. [56cm]
Wie würde ich hier vorgehen?
Vielen Dank im Voraus. Leider haben wir solche Aufgaben noch nicht wirklich geübt.
2 Antworten
Den ersten Abschnitt
c = 6 N/35cm = 0,17N/cm
nun Dehnung auf 45cm > F = 45cm * 0,17N/cm = 7,65 N.... hast du als richtig
danach: c = 6 N/6cm = 1 N/cm ... belastest du nun mit 8 N erhälst du 8cm Dehnung und damit 28cm Gesamtlänge
Letzter Abschnitt: Serienschaltung von Federn. Man rechnet dann mit der Beziehung
1/c_ges = 1/c_1 + 1/c_2
Bei der ersten Aufgabe habe ich genauso wie du gerechnet und komme sogar auf 7,7N.
Bei der zweiten Aufgabe komme ich allerdings schon auf 28cm und 33cm.
Du hast schon die 20cm addiert, oder?
Ansonsten musst du ja nur s = F/D berechnen.
Wenn beide Federn aneinander gehängt werden, musst du nur die Längen addieren.
26cm + 30cm = 56cm.
Es geht ja um die Gesamtlänge.
Wenn ich eine Feder an die andere hänge, macht das keinen großen Unterschied. Wenn ich jetzt aber ein Gewicht daran hänge, werden dennoch beide Federn jeweils genauso wie zuvor ausgedehnt.
Oder sehe ich da etwas falsch?
Vom Ergebnis her stimmt es immerhin überein.
Vorsicht: die effektive Federsteifigkeit ist: 1/c_ges = 1/c_1 + 1/c_2.