Federpendel mit Zusatzkraft

Bergungsdackel · Gast

Guten Tag.
Das hier ist meine Aufgabe, leider weiss ich nicht wie ich diese mysteriöse Arbeit der Zusatzraft berechnen soll. Wäre froh wenn mir jemand helfen kann und erklären kann wie das funktioniert, damit ich es nächstes Mal selbst rechnen kann.

Eine ideale Feder hängt senkrecht von einer Decke. Durch Anhängen einer Masse von 2,0 kg wird die Feder aus der Ruhelage um 6,0 cm gedehnt. Anschließend wirkt eine Zusatzkraft nach unten und dehnt die Feder um weitere 10 cm. Wie groß ist die Arbeit der Zusatzkraft an der Feder?

MfG,
Bergungsdackel

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Kannst Du damit etwas anfangen?

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5852

Die rücktreibende Kraft einer Feder, die um die Strecke x aus der Ruhelage gedeht wird, ist

(k=Federkonstante). Eine an der Feder angreifende Kraft F leistet also bei der Dehnung von x1 nach x2 die Arbeit („Kraft mal Weg“)

Nun brauchst Du nur noch die Federkonstante. Diese ergibt sich aus der Angabe, wie die Feder beim Anhängen der 2kg-Masse gedehnt wird.

Edit: Korrektur, der obige Ausdruck ist zwar i.a. richtig, gilt aber nicht für den vorliegenden Fall der zusätzlich angreifenden Kraft. Nach Anbringen der 2kg-Masse befindet sich die Feder sozusagen in einer neuen Ruhelage. Für eine weitere Dehnung bei weiter angehängter Masse ist die zusätzlich nötige Kraft wieder proportional zur Auslenkung aus der neuen Ruhelage.
Die Arbeit, welche die Zusatzkraft verrichtet, entspricht nicht der ganzen Zunahme der in der Feder gespeicherten Arbeit, da ein weiterer Anteil von der Arbeit kommt, welche die Gewichtskraft der 2kg-Masse an der Feder leistet.
Ob nun einfach die von der Zusatzkraft geleistete Arbeit oder aber die insgesamt an der Feder geleistete Arbeit gefragt ist, ist für mich nicht vollends klar. Ich würde die Arbeit der Zusatzkraft angeben und einen kurzen erklärenden Hinweis anfügen.

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5863 Wohnort: jwd

Herleitungvon W s. Myon

Mein Vorschlag:

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