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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 6 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

Eine Masse von 0,5 kg hängt an einer Feder mit D = 100 N/m. Nutze g = 10 m/s². Wie groß ist die Gleichgewichtsauslenkung?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: 0,05 m..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: x = mg/D = 0,5 · 10 / 100 = 0,05 m.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 0,05 m.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

x = mg/D = 0,5 · 10 / 100 = 0,05 m.

2. FrageMultiple Choice

Wie funktioniert ein Federkraftmesser?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Eine bekannte Federverlängerung wird über ihre Federkonstante in eine Kraftanzeige umgerechnet..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: Die Skala nutzt den proportionalen Zusammenhang F = D·x im elastischen Bereich.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Eine bekannte Federverlängerung wird über ihre Federkonstante in eine Kraftanzeige umgerechnet.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

Die Skala nutzt den proportionalen Zusammenhang F = D·x im elastischen Bereich.

3. FrageMultiple Choice

Warum werden Federn in Fahrzeugaufhängungen eingesetzt?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Sie speichern Energie, tragen Lasten und ermöglichen eine kontrollierte Federung..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: Zusammen mit Dämpfern reduzieren sie Stöße und halten den Fahrzeugkörper beweglich gelagert.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Sie speichern Energie, tragen Lasten und ermöglichen eine kontrollierte Federung.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

Zusammen mit Dämpfern reduzieren sie Stöße und halten den Fahrzeugkörper beweglich gelagert.

4. FrageMultiple Choice

Warum ist bei einem Bungee-Seil der elastische Bereich wichtig?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Das Seil muss sich kontrolliert dehnen und darf nicht dauerhaft oder unvorhersehbar versagen..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: Materialeigenschaften, maximale Dehnung, Dämpfung und Sicherheitsreserven müssen berücksichtigt werden.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Das Seil muss sich kontrolliert dehnen und darf nicht dauerhaft oder unvorhersehbar versagen.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

Materialeigenschaften, maximale Dehnung, Dämpfung und Sicherheitsreserven müssen berücksichtigt werden.

5. FrageMultiple Choice

Was bedeutet die elastische Grenze eines Materials?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Bis zu dieser Grenze kehrt das Material nach Entlastung näherungsweise in seine ursprüngliche Form zurück..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: Oberhalb der elastischen Grenze kann eine bleibende Verformung auftreten.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Bis zu dieser Grenze kehrt das Material nach Entlastung näherungsweise in seine ursprüngliche Form zurück.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

Oberhalb der elastischen Grenze kann eine bleibende Verformung auftreten.

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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.