PhysProf - Hookesches Gesetz (Federkraft)
Online-Hilfe für das Modul
zur Analyse der beim Hookeschen
Gesetz geltenden Sachverhalte bzgl. auftretender
Federkraft und Federkonstante.
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Hookesches Gesetz
Das Programmmodul [Mechanik II] - [Hookesches Gesetz] erlaubt es, Zusammenhänge bzgl. der Federkraft zu analysieren.
Kräfte können durch Zug- und Druckwirkung die Form eines Körpers verändern. Innerhalb der Elastizitätsgrenze eines Materials verhalten sich Kraft und Deformierung proportional. Als Richtgröße hierfür wird der sogenannte Proportionalitätsfaktor verwendet, welcher bei Federn speziell als Federkonstante bezeichnet wird:
Die Reaktionskraft, welche an der Feder angreift, heißt Federkraft. Je härter eine Feder ist, desto größer ist die Federkonstante. Sie wird beschrieben durch:
F = -k·s
Hierbei sind:
k: Federkonstante [N/m]
F: Kraft, welche die Länge der Feder ändert [N]
s: Federweg [m]
Der Wert der Federkonstante hängt nicht nur von der Dimensionierung und Auslegung der Feder ab, sondern zudem vom Material, aus welchem sie besteht.
Programmbedienung
Mit Hilfe der Darstellung können Sie sich die Gültigkeit des Hookeschen Gesetzes für eine Feder veranschaulichen. Hierbei ist es möglich, die Masse m des angehängten Körpers, wie auch die Konstante k mit Hilfe der zur Verfügung stehenden Rollbalken zu verändern.
Es ist zu erkennen, dass sich bei der gegebenen Federkonstante k die Auslenkung der Feder proportional zum Gewicht des angehängten Körpers verhält.
Nachfolgend finden Sie ein Video zu diesem Fachthema, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks
auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
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