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Federkonstante berechnen - Anleitung

Federkonstante berechnen - Anleitung2:19
Video von Samuel Klemke2:19

Die Federkonstante ist eine konstante Größe. Um die Federkonstante zu berechnen, benötigen Sie bestimmte Werte, die durch einen Versuch ermittelt werden können. Diese Werte setzen Sie nach Anleitung in eine Formel ein, um die Federkonstante zu berechnen.

Versuch zur Ermittlung von Werten für die Federkonstante

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  1. Für die Ermittlung von Werten, die Sie für das Berechnen der Federkonstante benötigen, hängen Sie an einem Stativ oder Ständer eine Feder aus einem bestimmten Material auf. Stellen Sie daneben ein Maßband als abzulesende Skala.
  2. Notieren Sie die Länge der Feder im ungedehnten Zustand.
  3. Hängen Sie an die Feder, für Sie die Federkonstante berechnen, einen Körper mit einem bestimmten Gewicht an und lesen Sie den Dehnungswert der Feder ab.
  4. Um die Verlängerung zu ermitteln, subtrahieren Sie den Anfangswert der Federlänge von dem Dehnungswert der Feder.
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So berechnen Sie die Konstante

  • Da die Zugkraft nicht immer dem Gewicht des Körpers entsprechen muss, ermitteln Sie die Gewichtskraft F, indem Sie die Masse m mit der Beschleunigung g multiplizieren. Die Beschleunigung beträgt 9,81 m/s. Die Einheit für die Gewichtskraft lautet Newton.
  • Um die Federkonstante D zu berechnen, dividieren Sie die Gewichtskraft F durch die Verlängerung s und erhalten so die Richtgröße der Feder.
  • Sie werden bei der Berechnung aus mehreren Versuchen mit gleicher Feder und unterschiedlich schweren Körpern aus gleichem Material bemerken, dass bei der Feder die Zugkraft und die Verlängerung zueinander proportional sind.
  • Die Gleichung, die Sie zum Berechnen für die Federkonstante benutzen, stellt das Hookesche Gesetz da. Es gilt nur in einem bestimmten Gültigkeitsbereich und die Änderung von s darf einen bestimmten Grenzwert nicht überschreiten.
  • Das Hookesche Gesetz gilt zum Berechnen für die Federkonstante für alle elastischen Körper, die Sie nutzen, beispielsweise Federn oder Stahldrähte, wenn sie nach Wegnahme der Kraft wieder in ihre Ausgangslage zurückfedern.
  • Somit bildet das Hookesche Gesetz für Sie die Grundlagen der Festigkeitslehre, bei der die Elastizität eines Stoffes von großer Bedeutung ist.
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