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Federkonstante

Frage: Federkonstante
(24 Antworten)

 
also:

Zwei in allen eigenschaften übereinstimmende schraubenfedern haben die richtgröße D1 = 32N/m
die beiden federn werden senkrecht aneinander gehängt und am unteren ende mit einem körper der masse m=0,81 kg belastet.

a) Wie groß ist die Richtgröße dieses neuen federsysteme?
mit welcher frequenz schwingt der körper nach einem senkrechten anstoß?

b)mit welcher geschwindigkeit geht die masse durch ihre gleichgewichtslage, wenn man dieses federpendel um 30 cm senkrecht nach unten auslenkt und den körper dann aus der ruhe loslässt?


ich bin ne komplette niete!
GAST stellte diese Frage am 15.01.2010 - 21:22


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Antwort von Franky1971 | 15.01.2010 - 21:42
hast Du keinen Vorschlag?

für a) diese Formel nehmen würde:
1/D_neu = 1/D1 + 1/D2,
wobei D2 = D1 ist

b) kinetische Energie = potentielle Energie
(1/2) * m * v^2 = (1/2) * D * s^2
entsprechend auflösen nach v

 
Antwort von GAST | 15.01.2010 - 21:56
Meinst du einen lösungsvorschlag vom lehrer? leider nicht...
wir haben schon eine klausr darüber geschrieben und der schnitt war 3,3!

die fragen gehen noch weiter und des schlimme wär wenn ichs erklären müsste!


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Antwort von Franky1971 | 15.01.2010 - 22:01
nee, ich dachte eigentlich von Dir ;-)

zu a) solltest Du wissen, dass wenn man zwei Feder mit einer Federkonstante D1 und D2 aneinander hängt (nennt man auch Reihenschaltung), dass die Formel gilt, die ich Dir gegeben habe.
Was denkst Du: wie würde es mit 3 Federn aussehen?

Bei der Parallelschaltung von Federn gilt D_gesamt = D1 + D2 + D3 ...

Also zu a) hast Du jetzt schon was gelernt, oder?


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Antwort von Franky1971 | 15.01.2010 - 22:05
bei b) ist es so, dass wenn Du die Masse nach unten ziehst, eine Energie aufgebaut wird ... diese Energie ist kurz vor dem loslassen E_pot = (1/2) * D * s^2 (deine potentielle Energie!).
Wenn Du die Masse losgelassen hast, dann wandelt sich die gesamte potentielle Energie in eine kinetische Energie um, welche mit der Formel E_kin = (1/2) * m * v^2 beschrieben wird ...

soweit ok?

 
Antwort von GAST | 15.01.2010 - 22:09
achso hehehe ups...
also ich würde sagen dass je mehr federn man an einanderhängt desto weicher wird das system.und wenn D1 = D2, dann denht sich das ganze system um s^=2 cm. oder? naja und dann wusste ich halt nicht wie ich weiterrechnen sollte! danke jedenfalls.

 
Antwort von GAST | 15.01.2010 - 22:11
Ja soweit ists klar. aber muss ich die formeln gleichsetzen und dann nach v* auflösen?


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Antwort von Franky1971 | 15.01.2010 - 22:12
ja genau ... mach das


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Antwort von Franky1971 | 15.01.2010 - 22:14
Zitat:
s^=2 cm


... das musst Du mir jetzt erklären!

 
Antwort von GAST | 15.01.2010 - 22:15
also die richtgröße bei a) ist dann 1/16 und die frequenz?

und bei b) ...


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Antwort von Franky1971 | 15.01.2010 - 22:16
nochmal zu a)

bei Reihenschaltung:
1/D_gesamt = 1/D1 + 1/D2 + 1/D3 + ...

nicht dass Du auf dumme Gedanken kommst ;-)

 
Antwort von GAST | 15.01.2010 - 22:21
unser lehrer hats so erklärt:

1 N/m entspricht 1 kg
das federsystem dehnt sich 1m, bei 3,2 kg! demnach für 1 cm 32g und da es 2 federn sind und sich das ganze um 2 cm dehnt, die federkonstante aber gleich bleibt, rechnet man D=F/s --> 0,32N / 0,02 m = 16 N/m

oder? ich weiß langsam nich mehr was ich glauben soll...


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Antwort von Franky1971 | 15.01.2010 - 22:22
D = m * w^2
w = 2*pi*f

--> D = m * (2*pi*f)^2
nach f auflösen

oder, wenn Du v_max schon hättest:
Kreisfrequenz w = v_max / s
w = 2*pi*f

--> 2*pi*f = v_max / s_max
Auflösen nach f

 
Antwort von GAST | 15.01.2010 - 22:24
nochmal zu a) hä? also dann 1/D_gesamt = 1/16 (das ist doch D1+D2)

oh gott ich bin ja noch viel blöder als ich dachte...:)

 
Antwort von GAST | 15.01.2010 - 22:28
bei b) bleibt dann D * s hoch 2 = m * v im quadrat ...


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Antwort von Franky1971 | 15.01.2010 - 22:29
... ist doch richtig, was Du gemacht hast ... ich habs Dir nur nochmal für 3 Federn aufgeshrieben ... ok

Zitat:
1 N/m entspricht 1 kg

... glaubst Du das wirklich?
1N = 1kg * 1m/s² und 1N/m = 1kg/s² !


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Antwort von Franky1971 | 15.01.2010 - 22:30
Zitat:
bei b) bleibt dann D * s hoch 2 = m * v im quadrat ...

... genau ... und dann nach v auflösen


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Antwort von Franky1971 | 15.01.2010 - 22:31
ich frag mal zwischendurch ... ist noch alles klar?


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Antwort von Franky1971 | 15.01.2010 - 22:33
Jana? ... huhu ... keine Pause machen

 
Antwort von GAST | 15.01.2010 - 22:36
also des mit dem N/m ...ehrlcih gesagt glaubte ich meinem lehrer...betonung liegt auf glaubTE... 1kg/sekunde im quadrat also...

was ich noch nicht verstanden hab ist, dass da ein körper von 810g drangehängt wird und das dürfte sich doch eigentlich nicht auf die frequenz auswirken oder?

und muss man die angehängte masse den beim rechnen garnicht beachten? sowohl bei der neuen richtgröße als auch bei der frequenz?

bei b) bin ich soweit dabei :))

 
Antwort von GAST | 15.01.2010 - 22:38
bei b) v = D * s / m

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