1. Die Abbildung unten zeigt ein Diagramm der Kraft (F) in Abhängigkeit von der Dehnung (x ). Bestimmen Sie die Federkonstante!
Lösung
k = F / x
F = Kraft (Newton)
k = Federkonstante (Newton/Meter)
x = die Längenänderung (Meter)
Federkonstante:
k = 10 / 0.02 = 20 / 0.04
k = 500 N/m
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2. Bestimmen Sie die Federkonstante.
Lösung
Federkonstante:
k = F / x
k = 5 / 0.01 = 10 / 0.02 = 15 / 0.03 = 20 / 0.04
k = 500 N/m
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3. Feder A hat eine ursprüngliche Länge von 60 cm und Feder B eine ursprüngliche Länge von 90 cm. Die Federkonstante von Feder A beträgt 100 N/m, die von Feder B 200 N/m. Das Verhältnis der Längenänderung von Feder A zur Längenänderung von Feder B beträgt…
Bekannt:
Federkonstante A (k A ) = 100 N/m
Federkonstante B (k B ) = 200 N/m
Kraft auf Feder A (F A ) = F
Kraft auf Feder B (F B ) = F
Gesucht: Δl A : Δl B
Lösung:
Hookesches Gesetz:
Δl = F / k
Δl = Längenänderung, F = Kraft, k = Konstante
Die Längenänderung der Feder A:
Δl A = F A / k A = F / 100
Die Längenänderung der Feder B:
Δl B = F B / k B = F / 200
Das Verhältnis der Längenänderung der Feder A zur Längenänderung der Feder B:
Δl A : Δl B
F/100 : F/200
1/100 : 1/200
1/1 : 1/2
2: 1
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4. Eine Nylonschnur mit einer ursprünglichen Länge von 20 cm wird mit einer Kraft von 10 N gedehnt. Die Längenänderung der Schnur beträgt 2 cm. Bestimmen Sie die Größe der Kraft, wenn die Längenänderung 6 cm beträgt.
Bekannt:
Kraft (F) = 10 N
Die Längenänderung ( Δl ) = 2 cm = 0.02 m
Gesucht: die Größe der Kraft (F), wenn Δl = 0.06 m.
Lösung:
Konstante:
k = F / Δl
k = 10 / 0.02 = 500 N/m
Die Größe der Kraft (F), wenn Δl = 0.06 m:
F = kx
F = (500)(0.06)
F = 30 N.
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