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Federenergie und Hookesches Gesetz verstehen

Eine Feder speichert bei Dehnung oder Stauchung elastische Energie. Auf dieser Seite übst du Hookesches Gesetz, Federkonstante, Rückstellkraft, Spannarbeit, Energieumwandlung und Feder-Masse-Schwingungen.

Die Aufgaben passen besonders zu Klasse 8–10 und verbinden Formeln mit Federkraftmessern, Fahrzeugaufhängungen, Bungee-Seilen und technischen Federn.

So löst du Aufgaben zu Federn

  1. Bestimme Federkonstante D, Auslenkung x, Kraft F, Masse m oder Energie E.
  2. Verwende F = D·x, E_el = ½D x² oder T = 2π√(m/D).
  3. Achte beim Kraftvektor auf die Rückstellrichtung und bei Einheiten auf Meter und N/m.
  4. Prüfe, ob das Hookesche Gesetz und der elastische Bereich für die Aufgabe gelten.

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Federenergie, Spannarbeit und elastische Energie online üben

Test 5 zu Federkraft, Federkonstante, Spannarbeit und elastischer Energie mit 5 Aufgaben und Lösungen.

Wähle eine Antwort. Achte auf Federkonstante, Auslenkung, Richtung, Energie, Einheiten und den elastischen Bereich.

5 Fragen
0/5 Fragen0 %
Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Wie lautet die Periodendauer einer idealen Masse-Feder-Schwingung?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: T = 2π√(m/D)..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: Die Periodendauer hängt von Masse und Federkonstante, nicht von der Amplitude im idealen linearen Modell, ab.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet T = 2π√(m/D).. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

Die Periodendauer hängt von Masse und Federkonstante, nicht von der Amplitude im idealen linearen Modell, ab.

2. FrageMultiple Choice

Wie verändert eine größere Masse die Periodendauer einer Feder?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Die Periodendauer wird größer..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: T ist proportional zu √m; eine größere Masse schwingt langsamer.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Periodendauer wird größer.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

T ist proportional zu √m; eine größere Masse schwingt langsamer.

3. FrageMultiple Choice

Wie verändert eine größere Federkonstante die Periodendauer?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Die Periodendauer wird kleiner..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: T ist proportional zu 1/√D; eine steifere Feder schwingt schneller.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Periodendauer wird kleiner.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

T ist proportional zu 1/√D; eine steifere Feder schwingt schneller.

4. FrageMultiple Choice

Welche Periodendauer ergibt sich ungefähr für m = 0,25 kg und D = 100 N/m?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Etwa 0,314 s..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: T = 2π√(0,25/100) = 2π · 0,05 ≈ 0,314 s.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Etwa 0,314 s.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

T = 2π√(0,25/100) = 2π · 0,05 ≈ 0,314 s.

5. FrageMultiple Choice

Wie lautet die Gleichgewichtsbedingung für eine Masse an einer vertikalen Feder?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: D·x = mg..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: Im Gleichgewicht gleicht die Federkraft die Gewichtskraft aus.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet D·x = mg.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

Im Gleichgewicht gleicht die Federkraft die Gewichtskraft aus.

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Federenergie FAQ

Wie lautet das Hookesche Gesetz?

Im elastischen Bereich gilt für die Beträge F = D·x; mit Richtung wird die Rückstellkraft oft als F = -D·x geschrieben.

Wie berechnet man die gespeicherte Federenergie?

Für eine ideale lineare Feder gilt E_el = ½D x².

Gibt es Lösungen zu allen Aufgaben?

Ja. Jede Aufgabe enthält eine richtige Antwort, eine Erklärung und drei nachvollziehbare Lösungsschritte.