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school_idiot
Anmeldungsdatum: 23.03.2011
Beiträge: 7
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 school_idiot Verfasst am: 23. März 2011 16:07 Titel: Feder Energieerhaltung |
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Meine Frage:
Hallo zusammen,
kann mir irgend jemand (ausführlich und anschaulich) erklären, warum die Spannenergie einer gedehnten/zusammengedrückten Feder W(sp) = 1/2 D * s² ist. Die Lageenergie eines Gewichts, das man an einer Feder aufhängt ist ja: W(l) = G * s ...Und wenn die Feder bis zum Umkehrpunkt ausgedehnt wird, dann muss sich doch die Lageenergie vollständig in Spannenergie umwandeln, und das wäre doch: D * s² ....
hoffe ihr könnt mir weiterhelfen^^
dank im voraus 
Meine Ideen:
ich habe absolut keine Ideen |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 23. März 2011 16:56 Titel: |
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Tipp: Hookesches Gesetz F=D*x
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maxpower1984
Anmeldungsdatum: 10.03.2010
Beiträge: 51
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| maxpower1984 Verfasst am: 23. März 2011 17:32 Titel: |
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Hallo school_idiot,
falls du mit der Integralrechnung nicht vertraut bist kannst du dir den Sachverhalt auch geometrisch klar machen.
Die Arbeit, die du zum Spannen der Feder leisten musst, entspricht der Fläche unter der Kurve im Kraft-Weg-Diagramm. Wegen F=D*s ist diese Kurve eine Gerade durch den Ursprung. Du musst also die Fläche eines rechtwinkeligen Dreiecks mit den Katheten F und s berechen:
LG Stephan |
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school_idiot
Anmeldungsdatum: 23.03.2011
Beiträge: 7
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| school_idiot Verfasst am: 23. März 2011 17:34 Titel: |
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...das Hooksche Gesetz sagt ja nur: F = D * s ... aber ich verstehe nicht warum am Ende 1/2 D*s² für die Spannenergie rauskommen soll, wenn die Lageenergie ganz am Am Anfang G * s war... die muss sich doch vollständig in Spannenergie umwandeln, oder nicht?? |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 23. März 2011 18:08 Titel: |
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Vielleicht als Plausibilität: Bei der Arbeit gegen eine konstante Kraft, meinetwegen Hubarbeit m g h, geht der Abstand (h) linear ein. Im Fall der Feder wächst die Kraft aber noch mit der Dehnung. Die konkrete Formel läßt sich angeben als Fläche des Dreiecks im F - s - Diagramm:
 }\cdot\text{ Höhe }\left(D\cdot s\right)=\frac{1}{2} D s^2.) |
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school_idiot
Anmeldungsdatum: 23.03.2011
Beiträge: 7
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| school_idiot Verfasst am: 24. März 2011 17:57 Titel: |
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...ok, also:
wir hängen an eine Feder ein Gewicht. Es wirkt mit seiner Gewichtskraft zum Erdmittelpunkt, es dehnt die Feder aus und irgendwann pendelt es sich in der Gleichgewichtslage ein.
Die Federkraft ist dann ja gleich groß wie die Gewichtskraft.
Gilt da überhaupt der Energieerhaltungssatz??? Oder geht deibei Energie verloren (als Reibung vielleicht).
Wenn man bei idealen Bedingungen (ohne dass Energie durch Reibung oder ähnliches verloren geht) eine Feder auf diese Weise ausdehnt, dann ist ja die Feder mit dem Gewicht ein energetisch abgeschlossenes System.
Wenn man das Gewicht dranhängt, würde sich die Feder dann überhaupt in die Gleichgewichtslage einpendeln, sodass die Gewichtskraft gleich der entgegengesetzt gerichteten Federkraft ist???? Oder würde sie ewig rauf und runter pendeln?
Wenn ja dann verstehe ich warum die Spannenergie in der Gleichgewichtslage = 1/2 Ds² ist
...weil man nur die halbe Kraft bräuchte (also 1/2 Ds) um die Feder um die Strecke s auszudehnen, dabei wäre s dann die Strecke bis zum Umkehrpunkt, also wenn das Gewicht keine Lage- und Bewegungsenergie hat, d.h. wenn die Gesamte Lageenergie des Gewichts in Spannenergie umgewandelt wurde...
lange Rede kurzer Sinn: Wenn man mit einer (IMMER konstanten) Kraft eine Feder ausdehnt, bleibt sie dann in der Gleichgewichtslage stehen (also wenn die Gewichtskraft und die Federkraft sich gegenseitig aufheben), oder nicht???? |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 24. März 2011 23:14 Titel: |
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Vielleicht grenzt Du Deinen Sachverhalt etwas ein: Läßt Du zum Beispiel nach "Einklinken" eines Gewichts dieses los? Dann hast Du (vereinfacht) eine Schwingung ... |
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school_idiot
Anmeldungsdatum: 23.03.2011
Beiträge: 7
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| school_idiot Verfasst am: 25. März 2011 14:01 Titel: |
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ja genau, ich lass nach dem Einklinken des Gewichts los. Und wenn das Gewicht dann bis zum Umkehrpunkt (also 2 Amplituden) schwingt, gilt dann für die Spannenergie = Ds², oder nicht??? |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 25. März 2011 16:21 Titel: |
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In diesem Sinne ja. |
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school_idiot
Anmeldungsdatum: 23.03.2011
Beiträge: 7
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| school_idiot Verfasst am: 25. März 2011 21:51 Titel: |
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Jaaaaa...endlich, Sieg! Unser Physiklehrer ('n Vollhorst) hat die Skizze zu dem Versuch falsch beschriftet!
Ich hasse Physik in der Schule! Hattet bzw. habt ihr auch solche unfähigen Physiklehrer
Hey Leute, sagt mal ganz ehrlich: wenn man bis zur 10. Klasse in der Schule nur gepennt hat und auch SEHR langsam im Kopfrechnen und so ist, lohnt es sich ein Physikstudium anzustreben, oder hat man da keine Chance (Karrierechancen mein ich ) und sollte es lieber sein lassen??? |
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pete2010
Gast
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| pete2010 Verfasst am: 25. März 2011 22:01 Titel: |
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klingt mir eher so, als bist du ein unfähiger schüler, der sich an einem kleinen missgeschick des lehrers hochzieht, obwohl er selbst nichts auf die reihe kriegt.... nur weil du physik hasst, musst du anderen nicht das lernen erschweren. wegen solchen menschen verlieren vielleicht fähige physikinteressierte ihre lust am fach. |
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pete2010
Gast
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| pete2010 Verfasst am: 25. März 2011 22:03 Titel: |
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| school_idiot hat Folgendes geschrieben: | | Jaaaaa...endlich, Sieg! Unser Physiklehrer ('n Vollhorst) hat die Skizze zu dem Versuch falsch beschriftet! |
einen sieg kann ich hier nicht erkennen, wohl aber eine soziale niederlage deinerseits |
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school_idiot
Anmeldungsdatum: 23.03.2011
Beiträge: 7
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| school_idiot Verfasst am: 26. März 2011 10:45 Titel: |
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Welch Wut, welch Empörung, über die leichtfertige Kritik an meinem Physiklehrer!
| pete2010 hat Folgendes geschrieben: | | klingt mir eher so, als bist du ein unfähiger schüler, der sich an einem kleinen missgeschick des lehrers hochzieht, obwohl er selbst nichts auf die reihe kriegt.... |
schon möglich, pete2010, doch es scheint mir fast so, als würdest du sagen wollen, es gebe keine unfähigen Physiklehrer!
Meiner Erfahrung nach, hängt ziemlich viel vom Lehrer ab.
Und ich habe auch nie behauptet dass ich Physik hasse. Nein, im Gegenteil!
Ich hasse es wenn die Physik, durch unfähige Lehrer, derart deformiert wird, dass auch die begabtesten Schüler die Lust dran verlieren!
Wegen solchen Lehrern, gelten physikinteressierte Schüler als Wunderlinge und werden innerhalb der Klassengemeinschaft
ausgegrenzt.
Es gibt ja auch sehr gute Physik- und Mathelehrer an meiner Schule.
Aber mal ungeachtet meiner sozialen Niederlagen und dergleichen,
kommen wir zu meiner zweiten Frage:
"...mal ganz ehrlich: wenn man bis zur 10. Klasse in der Schule nur gepennt hat und auch SEHR langsam im Kopfrechnen und so ist, lohnt es sich ein Physikstudium anzustreben, oder hat man da keine Chance (Karrierechancen mein ich ) und sollte es lieber sein lassen?..."
Ich bitte euch, belehret mich, aus dem Fundus eurer reichhaltigen Erfahrung. |
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SchroedingersKatze
Anmeldungsdatum: 06.09.2010
Beiträge: 64
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| SchroedingersKatze Verfasst am: 26. März 2011 11:23 Titel: |
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| Zitat: | schon möglich, pete2010, doch es scheint mir fast so, als würdest du sagen wollen, es gebe keine unfähigen Physiklehrer!
Meiner Erfahrung nach, hängt ziemlich viel vom Lehrer ab.
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Jeder Physikbegeisterte mit Lehrambition/-auftrag wird schon mal vor dem Problem gestanden haben, Perlen vor die Säue zu werfen. Allerdings muss ich auch zugeben, dass ich meistens Einser in einem Fach hatte, wenn mir der Lehrkörper sympathisch war.
| Zitat: | Wegen solchen Lehrern, gelten physikinteressierte Schüler als Wunderlinge und werden innerhalb der Klassengemeinschaft
ausgegrenzt. |
Seltsame Klasse hast du da...
| Zitat: | "...mal ganz ehrlich: wenn man bis zur 10. Klasse in der Schule nur gepennt hat und auch SEHR langsam im Kopfrechnen und so ist, lohnt es sich ein Physikstudium anzustreben, oder hat man da keine Chance (Karrierechancen mein ich ) und sollte es lieber sein lassen?..."
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Aufgrund folgender polemischer Aussagen, empfehle ich dir ein BWL/VWL-Studium zu erwägen:
| Zitat: | | Ich bitte euch, belehret mich, aus dem Fundus eurer reichhaltigen Erfahrung. |
| Zitat: | | Welch Wut, welch Empörung, über die leichtfertige Kritik an meinem Physiklehrer! |
Im Allgemeinen ist nach meinem persönlichen Empfinden für ein Studium der Physik nur Neugier nötig. Für solche Begeisterte ohne mathematische Grundkenntnisse auch Sitzfleisch. |
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school_idiot
Anmeldungsdatum: 23.03.2011
Beiträge: 7
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| school_idiot Verfasst am: 26. März 2011 14:50 Titel: |
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Es gab wirklich keinen Grund, mich dermaßen zu beleidigen!
| SchroedingersKatze hat Folgendes geschrieben: | | Aufgrund folgender polemischer Aussagen, empfehle ich dir ein BWL/VWL-Studium zu erwägen |
Ich bin doch nicht schwul!
...was meinst du denn mit Sitzfleisch??? |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 26. März 2011 16:05 Titel: |
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Gibt es hier noch fachliche Fragen?
Ansonsten würde ich um eine Fortsetzung an anderer Stelle bitten. |
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nickerbocker
Gast
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| nickerbocker Verfasst am: 26. März 2011 18:29 Titel: |
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um die diskussion noch einmal anzufachen: in dem fall ist auch ein maschinenbaustudium zu entfehlen.  |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 26. März 2011 18:33 Titel: |
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Nach dieser Entfehlung von nickerbocker entfehle ich erstmal die Verlagerung in ein Orthografie-Forum. |
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