Federkraft Karteikarten

Federkonstante (k)

Die Federkonstante beschreibt, wie steif eine Feder ist. Sie wird in Newton pro Meter (N/m) angegeben.

Hooke'sches Gesetz

Das Hooke'sche Gesetz lautet $\displaystyle F = -kx$. Die Kraft F ist proportional zur Auslenkung x einer Feder.

Was ist eine Feder?

Eine Feder ist ein elastisches Bauteil, das sich bei Belastung verformt und bei Entlastung in seine ursprüngliche Form zurückkehrt.

Einheiten der Federkraft

Die Federkraft wird in Newton (N) gemessen. 1 N = 1 kg·m/s².

Was beschreibt die Auslenkung?

Die Auslenkung x bezeichnet die Entfernung, um die eine Feder von ihrer Gleichgewichtslage gedehnt oder gestaucht wird.

Feder in Serie

Bei Federn in Serie addiert sich die Gesamtdehnung. Die Gesamtfederkonstante $\displaystyle k_{ges} = 1/(1/k_1 + 1/k_2)$.

Feder in Parallel

Bei parallelen Federn addieren sich die Federkonstanten. $\displaystyle k_{ges} = k_1 + k_2$.

Beispiel: Federkraft

Eine Feder mit $\displaystyle k = 200 ext{ N/m}$ und $\displaystyle x = 0.1 ext{ m}$ hat $\displaystyle F = -20 ext{ N}$.

Was ist elastische Verformung?

Elastische Verformung ist die reversible Deformation eines Körpers, die durch eine Kraft verursacht wird.

Energie in einer Feder

Die gespeicherte elastische Energie in einer Feder beträgt $\displaystyle E = \\frac{1}{2} k x^2$.

Was ist die Gleichgewichtslage?

Die Gleichgewichtslage ist die Position, in der die Feder keine Kraft ausübt und unstörbar ist.

True or False: Federkraft ist immer positiv.

False: Die Federkraft ist negativ, wenn sie der Auslenkung entgegenwirkt.

Was beeinflusst die Federkonstante?

Die Federkonstante hängt von Material, Durchmesser und Anzahl der Windungen der Feder ab.

Formel für die Federkraft?

Die Formel lautet $\displaystyle F = -kx$, wobei k die Federkonstante und x die Auslenkung ist.

Was ist die maximale Dehnung?

Die maximale Dehnung ist der größte Betrag, um den eine Feder gedehnt oder gestaucht werden kann, bevor sie versagt.

Anwendung von Federn

Federn werden in vielen Anwendungen verwendet, z.B. in Fahrzeugaufhängungen, Spielzeugen und mechanischen Uhren.

Was ist eine Spiralfeder?

Eine Spiralfeder ist eine spezielle Federform, die aus einem spiralförmigen Draht besteht und häufig in Uhren verwendet wird.