Arbeit Feder

Physicus · Anmeldungsdatum: 03.07.2012 Beiträge: 9

Hallo lieber Physiker,

Bei folgender Aufgabe habe ich wohl ein Vorzeichenproblem, was ich nicht verstehe. Wäre nett wenn jemand mal drüberschauen könnte.

Aufgabenstellung: Eine als masselos zu betrachtende Feder mit Federkonstanten k= 20 N/m ist an der Decke des Labors aufgehängt. Wie groß ist die Spannungsarbeit, die verrichtet werden muss, um die Feder aus ihrer Ruhelage um 30cm nach unten auszulenken?

Packo · Gast

Was ist x ?
Was ist r ?
Was ist F ?
Was ist K ?

BerniO1986 · Anmeldungsdatum: 01.05.2012 Beiträge: 89

Wenn du die Richtung in der die Feder ausgelenkt wird als -z-Richtung anschreibst, dann müssen auch die Integralgrenzen von 0 nach -0,3m gehen.

Physicus · Anmeldungsdatum: 03.07.2012 Beiträge: 9

@ Packo. Sorry. Das hätte ich wohl besser erläutern sollen. x steht für die Auslenkung nach unten r(t) soll den Weg der Arbeit beschreiben was wir für die Integraldarstellung brauchen F(r) ist die Federkraft am ort r(t), d.h. diese Federkraft ist abhängig vom Ort, also varibale und nicht KONSTANT K steht für die Federkonstante ( siehe aufgabenstellung)

@Berni01986: Danke für den TIpp aber leider will das minus nicht weg^^..

Es muss also die Arbeit berechnet werden:

da ja die kraft der auslenkung entgegen wirkt.D.h.

[/latex]

da kommt dann immernoch was negatives rauss und zwar -0,9 Nm

Physicus · Anmeldungsdatum: 03.07.2012 Beiträge: 9

oder kann es sein, dass die rechnung so passt und die musterlösung ein vorzeichenfehler hat??

deathunter2 · Anmeldungsdatum: 18.08.2012 Beiträge: 38

Packo · Gast

Ich versuche immer noch zu verstehen:

Die Federkonstante ist also (je nach Betrachtungsweise) K oder k.

Die Auslenkung der Feder ist x oder r(t) (wieder je nach Betrachtung).
Aber was ist t ?

deathunter2 · Anmeldungsdatum: 18.08.2012 Beiträge: 38

ich hab die herleitung auch nich so ganz geblickt. man sagt dW=F*ds=F(r(t))*dt

also sagt man, die kraft ist örtlich nicht konstant, und der ort änder sich mit der zeit. warum man dann allerdings ueber die zeit integrieren kann ist mir ein rätsel

Physicus · Anmeldungsdatum: 03.07.2012 Beiträge: 9

@ deathhunter: WIe du von der 1. zu der 2.zeile bei deiner rechnung kommst ist mir unklar. Bin mir relativ sicher, dass das ergebnis negativ bleibt wenn du so anfängst wie ich.

@ packo: das t ist nur eine variable ( kannst du als Zeit betrachten) die wir für die Beschreibung der Kurve nutzen die wir durchlaufen . Ich schreibe es nur so auf wie ich das im "Handbuch der Physik" gelernt habe.
Dass man ein Integral braucht ist ja klar, da die Kraft nicht konstant ist.