Berechnung der Spannweite einer Feder

Rush · Gast

Meine Frage:
Mahlzeit Physikexperten ;-)

Ich habe ein kleines Problem. Undzwar schreibe ich nächsten Montag eine Physikarbeit. Sitze hier und rechne mir an zwei Aufgaben die Birne wund.

Aufgabe 1:
Eine Masse von 10 kg fällt aus 1m Höhe auf eine Feder mit einer Federrate von 40N/cm. Um welchen Weg s wird die Feder gespannt?

Aufgabe 2:
Eine Kugel mit 1 kg Masse drückt eine Feder um 20mm zusammen. Wie hoch fliegt diese Kugel, wenn die Feder um weitere 30cm gespannt und dann plötzlich entspannt wird?

Finde hier irgendwie keinen Lösungsansatz. Kann mir da auch bitte jemand eine kleine Starthilfe geben?

Bedanke mich schonmal im Voraus...

Meine Ideen:
Lösungsansatz zu 1)
Nun habe ich bis jetzt die Aufprallgeschwindigkeit ausgerechnet. Diese dann in die Formel Ekin = 1/2 * m * V² eingesetzt.

Dabei komme ich auf einen Wert von 0,22m. Was aber nicht sein kann bei 40N/cm.

Mit der Formel FG = -D * s komme ich auf 559 cm² was ja auch nicht sein kann.

Daniel_HSE · Anmeldungsdatum: 01.04.2010 Beiträge: 29

Hey Rush,

dein Ansatz zu Aufgabe 1 ist eigentlich richtig. Die kinetische Energie der Kugel mit der, der Feder gleich setzen.

Wichtig ist, dass du auf die Einheiten achtest (ich sag nur Federrate)! Auch wenn es nervig ist, eine Einheitenrechnung hilft meistens echt sehr viel weiter bzgl. der Plausibilität des Ergebnisses!

Ich weiß zum Beispiel nicht, woher du deine "cm²" herbekommst.

Hast du denn auch ne Idee zu Aufgabe 2?

Poste doch mal deine Ergebnisse, wenn du welche hast.

Viele Grüße,

Daniel

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Zu Aufgabe 1)
Die Berechnung der Auftreffgeschwindigkeit auf die Feder ist unnötig. Im Zustand der maximalen Federspannung muss die Federspannenergie genauso groß sein wie der Verlust an potentieller Energie m*g*(h+s) mit

h = ursprüngliche Höhe der Kugel über der Feder
s = Auslenkung der Feder aus dem unbelasteten Zustand

siehe auch hier (die Suchfunktion hättest Du auch selber nutzen können)

http://www.physikerboard.de/htopic,16608,feder+kugel.html

oder hier

http://www.physikerboard.de/htopic,14564,feder+kugel.html

oder hier

http://www.physikerboard.de/htopic,12355,feder+kugel.html

oder hier

http://www.physikerboard.de/htopic,8141,feder+kugel.html

oder ..., oder ...