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.

7. Test

Federenergie, Spannarbeit und elastische Energie online üben

Test 7 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
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Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Was ist der Gültigkeitsbereich des Hookeschen Gesetzes?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Der annähernd lineare elastische Bereich des Materials oder der Feder..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: Bei großen Dehnungen kann die Kraft-Auslenkung-Kurve nicht mehr linear sein.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Der annähernd lineare elastische Bereich des Materials oder der Feder.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

Bei großen Dehnungen kann die Kraft-Auslenkung-Kurve nicht mehr linear sein.

2. FrageMultiple Choice

Was bedeutet plastische Verformung?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Eine Verformung, die nach dem Entfernen der Kraft teilweise oder vollständig bestehen bleibt..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: Das Material kehrt nicht vollständig in seine ursprüngliche Form zurück.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Eine Verformung, die nach dem Entfernen der Kraft teilweise oder vollständig bestehen bleibt.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

Das Material kehrt nicht vollständig in seine ursprüngliche Form zurück.

3. FrageMultiple Choice

Was bedeutet eine große Federkonstante?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Die Feder ist steif und benötigt für dieselbe Auslenkung eine größere Kraft..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: D beschreibt die Steifigkeit: F = D·x.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Feder ist steif und benötigt für dieselbe Auslenkung eine größere Kraft.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

D beschreibt die Steifigkeit: F = D·x.

4. FrageMultiple Choice

Wie wird die Energie eines gespannten Federbogens beim Abschuss umgewandelt?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Elastische Energie wird überwiegend in kinetische Energie des Geschosses umgewandelt..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: Reale Verluste treten etwa durch Wärme, Schall und Verformung auf.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Elastische Energie wird überwiegend in kinetische Energie des Geschosses umgewandelt.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

Reale Verluste treten etwa durch Wärme, Schall und Verformung auf.

5. FrageMultiple Choice

Welche Aussage gilt bei idealer Energieerhaltung einer Feder-Masse-Schwingung?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Die Summe aus Federenergie und kinetischer Energie bleibt konstant..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: Ohne Dämpfung wechselt die Energie nur zwischen den beiden Formen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Summe aus Federenergie und kinetischer Energie bleibt konstant.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

Ohne Dämpfung wechselt die Energie nur zwischen den beiden Formen.

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.