Wie lässt sich die Federkonstante mithilfe von Stoppuhr und Lineal bestimmen?

1 Antwort

PWolff
Von gutefrage auf Grund seines Wissens auf einem Fachgebiet ausgezeichneter Nutzer
Schule, Physik
30.11.2019, 18:41

Lineal deutet auf eine Verlängerung/Verkürzung hin. Wodurch ändert sich die Länge einer Feder?

Stoppuhr deutet auf eine Zeitmessung hin. Bei welchen Vorgängen spielen Zeiten eine Rolle? Am besten Vorgänge, die sich wiederholen, damit man die Zeit, die der einzelne Vorgang benötigt, mit größerer Genauigkeit messen kann.

Tipp: man braucht außer der Feder noch eine Aufhängung und eine Masse, die man an die Feder hängen kann (die Größe der Masse benötigt man nicht - man kann eine Kartoffel aus der Kiste nehmen).
Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Studium, Hobby, gebe Nachhilfe
s1604a 
Beitragsersteller
 30.11.2019, 19:00

Vielen Dank für den guten Ansatz!

Nur jetzt fängt das Problem an:

Wie soll ich jetzt genau diesen Versuch beschreiben, d. h. wie komme ich jetzt konkret dann auf die Federkonstante?

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PWolff  30.11.2019, 22:39
@s1604a

Sorry, ich hatte da einen "Vorzeichenfehler" drin - mit Federverlängerung und Federpendel bekommt man nur zwei Ausdrücke, die jeweils m/D enthalten.

D. h. mit einer bekannten Masse kann man über jede einzelne der Methoden die Federkonstante bestimmen.

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s1604a 
Beitragsersteller
 02.12.2019, 11:38
@PWolff

Ich stehe leider immer noch komplett auf dem Schlauch...

Ich wüsste, wie man die Federkonstante entweder mithilfe von Lineal ausrechnen könnte:

1. Man rechnet die Kraft aus, indem man diese mit dem Ortsfaktor der Erde multipliziert.

2. Jetzt hat man Kraft und Auslenkung und kann die Gleichung F = D*s umstellen, sodass man D = F/s erhält. Schon hat man die Federkonstante.

Doch hier wiederum fehlt der zeitliche Aspekt.

Oder man rechnet die Frequenz aus der Zeit und der Anzahl der Schwingungen. Dann lässt sich die Federkonstante mithilfe folgender Formel berechnen: D = (2*π*f)² *m

Leider habe ich immer noch keinen Plan, wie ich sowohl den Zeitaspekt, als auch das Messen mit dem Lineal mit einbeziehen kann.

Ich bitte nochmals freundlichst um Hilfe!

Liebe Grüsse!

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PWolff  03.12.2019, 03:47
@s1604a

Man bekommt eine 2. Gleichung, wenn man die Masse am Federpendel hängend auf einer waagerechten Kreisbahn umlaufen lässt. Allerdings nur, wenn die (ggf. fiktive) Ruhelänge der Feder nicht 0 ist - aber in dem Fall kann man einen zusätzlichen Faden verwenden.

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