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Aufgabe:

Eine Schraubenfeder aus Stahl hängt vertikal an einem Haken und wird mit 1,5 N belastet. Sie hat dann eine Gesamtlänge von 48 cm. Belastet man die Feder nun zusätzlich mit 0,7 N, so verlängert sie sich auf insgesamt 62 cm.


Problem/Ansatz:

1) Berechne die Federkonstante D!

2) Wie lange ist die Feder im unbelasteten Zustand?

Kann mir bitte jemand die zweite Frage erklären und ausrechnen?

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Kann mir bitte jemand die zweite Frage erklären

Was verstehst du an  "Wie lange ist die Feder im unbelasteten Zustand?" nicht ?

und ausrechnen?

Gem. dem hookeschen Gesetz hängt die Dehnung der Feder linear von der wirkenden Kraft ab, d.h. grafisch würdest du in einem Kraft - Länge - Diagramm eine Gerade erhalten.
Für diese Gerade stellst du gem. der allgemeinen Form y = m * x + b eine Gleichung auf, wobei in diesem Fall das y der Kraft F und das x der Länge L entspricht. m ist die Steigung der Geraden, also in diesem Fall ΔF / ΔL , was gleich der Federkonstanten D ist:
F = ((2,2 N - 1,5 N) / (0,62 m - 0,48 m)) * L + b = 5 * L + b
Um das b zu ermitteln, also den Schnittpunkt der Geraden mit der F-Achse, wird die Gleichung nach b umgestellt und die gegebenen Werte für F und L eingesetzt:
b = F - 5 L = 2,2 N - (5 N/m) * 0,62m = -0,9 N
Die Geradengleichung lautet also:
F = (5 N/m) * L - 0,9 N
Um die Länge der Feder in unbelasteten Zustand, d.h. bei F = 0  auszurechnen, wird in der o.g. Gleichung F = 0 gesetzt und die Gleichung nach L aufgelöst:
0 = (5 N/m) * L - 0,9 N
L = 0,9 N / (5 N/m) = 0,18m

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Hallo

F=D*s, s= Dehnung aus Ruhelage

F1=1,5N

F2=(1,5+0,7)N ;  s2=0,62m, s2-s1=(0,62-0,48cm)=0,14m

F2-F1=D*(s2-s1) daraus

D=0,7N/0,14m=5N/m, dann

s1=F1/D=1.5N/5N/m=0,3m

L1=0,62m  L0=0,62m-0,3m=32cm Länge der unbelasteten Feder

Alles klar?

Gruß ledum

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Gefragt 29 Jun 2017 von Gast
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