Federkonstante berechnen

soa · Anmeldungsdatum: 25.09.2005 Beiträge: 73

Hallo ,

ich habe hier eine Aufgabe bei der ein Gewicht an einer Feder aufgehängt wird. Die Feder hat dann mit Gewicht eine bestimmte Länge.

Das Gewicht wird nun angehoben um die Strecke s und dann losgelassen.

Ich suche eigentlich erst einmal nach der Federkonstanten....

F = D * s

m * g = D * s . Mein Problem ist nun s zu bestimmen.

Federlänge mit Gewicht zum Beispiel 30 cm , Feder wird um 15 cm angehoben.

Hat da jmd. einen Tipp?

VG
SOA

Gargy · Anmeldungsdatum: 24.11.2006 Beiträge: 1046

Wie schwer ist denn das Gewicht? Kann man damit vielleicht die Gewichtskraft ausrechnen und das in deine erste Formel einsetzen?

soa · Anmeldungsdatum: 25.09.2005 Beiträge: 73

Nimm irgendein Gewicht. 500 g .

F ausrechnen ist kein Problem.

Ich weiss bloß nicht, wie das mit dem Weg ist. Ist doch ein freier Fall.

Gargy · Anmeldungsdatum: 24.11.2006 Beiträge: 1046

Freier Fall? Nein, die Masse hängt doch an der Feder. Wenn man die Masse nach oben drückt und dann loslässt, wird sie nicht im freien Fall nach unten stürzen.
Sie wird erstmal fallen, und dann immer langsamer werden und letztlich in wieder nach oben hüpfen. Hast du so einen Versuch schon mal gemacht? Dann weißt du doch sicherlich, dass die Masse hoch und runter schwingt.

Die Strecke s in deiner Formel ist die Weglänge, um die die Feder von ihrer ursprünglichen Länge (ohne Gewicht) gedehnt wird, wenn man das Gewicht anhängt. Um die Federkonstante zu bestimmen, brauchst also nicht groß nach oben drücken.

Du brauchst die Länge der Feder, wenn keine Masse dran hängt, ich nenn sie mal

Dann noch die Länge, wenn die Masse dranhängt, also

Und eben die Masse des Gewichts.

Dann kann man so beginnen:

Wenn du das in deine Formel einsetzt, kannst du die Federkonstante ganz leicht bestimmen.

soa · Anmeldungsdatum: 25.09.2005 Beiträge: 73

Hallo Gargy,

danke für die Erklärung. jetzt weiss ich , dass die Strecke s die Differenz der Länge mit und ohne Gewicht ist. Diese steht schon in der Aufgabe :-)

Das steht Gewicht....., welche die Feder um 15 cm dehnt.
Also ist s = 0,15 m

Doch um die Frequenz zu bestimmen muss doch noch die Länge mit einbezogen werden, um die das Gewicht angehoben wird ?

Ist das nicht dann die maximale Amplitude der Feder eim Schwingen ?

VG

Gargy · Anmeldungsdatum: 24.11.2006 Beiträge: 1046

Wieso brauchst du die Amplitude? Wie berechnet sich die Frequenz denn?

Kleiner Tipp:

soa · Anmeldungsdatum: 25.09.2005 Beiträge: 73

OK. ICh bin da nicht ganz mitgekommen !

Die Aufgabe lautet:

An einer Feder hängt eine Masse von m = 500 g, welche die Feder um 30 cm dehnt. Die Masse wird um 15 cm angehoben und dann losgelassen. Wie groß ist die Frequenz bei dieser Schwingung?

Annahme: D = 0,3 m

Was ist damit ? Die Masse wird um 15 cm angehoben .

grübelnd

Ich vestehe das leider noch nicht so ganz...

Gargy · Anmeldungsdatum: 24.11.2006 Beiträge: 1046

Hm, oben hast du gesagt, deine Masse dehnt die Feder um 15 cm. Jetzt schreibst du 30 cm. Musst du wohl ein bisschen mehr aufpassen mit der Aufgabenstellung. Dein s ist also 30 cm.

Tja, und wegen der Frequenz: Ist die denn amplitudenabhängig? Oder wurde hier nur gesagt: "Die Feder wird ausgelenkt", um den Vorgang einer Schwingung darzustellen? Sollst du vielleicht rauskriegen, dass die Schwingungsdauer und damit die Frequenz nicht amplitudenabhängig ist?

Wie berechnet man die Schwingungsdauer? Schau dir die Formel an? Steckt da die Amplitude drin?

soa · Anmeldungsdatum: 25.09.2005 Beiträge: 73

Ach wie dumm von mir.

s ist gegeben.

D = ( m*g) / s
und

T0 = 2 *Pi sqrt( m / ( m*g) / s )

f = 1 / 2 *Pi sqrt( m / ( m*g) / s )

Haut hin...... Thumbs up!

Dankeschön

Gargy · Anmeldungsdatum: 24.11.2006 Beiträge: 1046