Federkonstante berechnen - Verständnisfrage

Garril · Gast

Hallo,

ich sollte bei folgender Aufgabe die Federkonstante berechnen:
Feder wird durch Masse von 1kg um 10cm gespannt und in eine ungedämpfte Schwingung versetzt.

Jetzt habe ich meines Erachtens folgende zwei Wege:

Diese Antwort macht Sinn. Mit 98,1 N Gewichtskraft (10kg) könnte ich ja um einen Meter dehnen

Es gibt aber noch eine zweite Formel, die die Arbeit zum Stauchen einer Feder (und meines Erachtens damit auch zum Dehnen) beschreibt:

Anderes Ergebnis. Oder drückt die zweite Gleichung etwas ganz anderes aus?

autor237 · Anmeldungsdatum: 31.08.2016 Beiträge: 509

Hallo!

Bei der Energiebetrachtung hast du noch die kinetische Energie der Masse vergessen, die es bei erreichen der Dehnung von 10 cm haben würde. Du musst es dir so vorstellen. Die Masse wird in der Ruhelage der Feder losgelassen und somit auch beschleunigt. Ein Teil der potentiellen Energie wird in Spannarbeit umgewandelt und ein anderer in kinetische. Diesen Teil hast du bei deiner Betrachtung vergessen.

Garril · Gast

Vielen Dank für die schnelle (und gute Antwort).

Das heißt, dass erstere Formel die Kraft beschreibt, die eine gespannte Feder hat und die zweite, die zur Spannung nötige Energie.
Wegen E(pot) = E(kin) + E(spann) kann ich letzere Gleichung nicht gleichsetzen. Aus der Differenz E(pot) - E(spann) könnte ich also auch E(kin) und damit beispielsweise die Geschwindigkeit bei Dehnung der Feder um 10cm berechnen!?

Schade, dass hier an der Uni Physik als Nebenfach so untergeht. Kann man schon tolle Dinge mit machen Tanzen

autor237 · Anmeldungsdatum: 31.08.2016 Beiträge: 509

Mein Hinweis bezieht sich auf den allgemeinen Fall. Welche Formel bei deiner Aufgabenstellung zu wählen ist, hängt von den genauen Bedingungen ab, die dort gegeben sind.

Wenn also die Masse an eine unbelastete Feder gehangen und losgelassen wird und diese bis zum Stillstand dann um 10 cm dehnt, dann musst du die Energiebetrachtung wählen und dann ist W_pot=W_spann weil die kinetische Energie gleich Null ist.

Wenn mit den 10 cm die neue Ruhelage, um die die Masse dann schwingt, gemeint ist, dann musst du das hoocksche Gesetz verwenden (mg=Ds).