NumicornNumicornLernen, lösen, weiterkommen

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.

Test auswählen

10 Tests
1. Test2. Test3. Test4. Test5. Test6. Test7. Test8. Test9. Test10. Test

8. Test

Federenergie, Spannarbeit und elastische Energie online üben

Test 8 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

Was bewirkt Dämpfung bei einer realen Feder-Masse-Schwingung?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Mechanische Energie wird beispielsweise durch Reibung in Wärme umgewandelt und die Amplitude nimmt ab..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: Dämpfung verhindert, dass die Schwingung im realen System dauerhaft gleich bleibt.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Mechanische Energie wird beispielsweise durch Reibung in Wärme umgewandelt und die Amplitude nimmt ab.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

Dämpfung verhindert, dass die Schwingung im realen System dauerhaft gleich bleibt.

2. FrageMultiple Choice

Wie kann man die Federkonstante experimentell bestimmen?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Aus der Steigung eines Kraft-Auslenkung-Diagramms..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: Bei einer linearen Feder gilt D = ΔF/Δx.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Aus der Steigung eines Kraft-Auslenkung-Diagramms.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

Bei einer linearen Feder gilt D = ΔF/Δx.

3. FrageMultiple Choice

Was entspricht die Fläche unter einem F-x-Diagramm?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Der Arbeit beziehungsweise gespeicherten elastischen Energie..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: Das Integral der Kraft über die Auslenkung ist die Spannarbeit.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Der Arbeit beziehungsweise gespeicherten elastischen Energie.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

Das Integral der Kraft über die Auslenkung ist die Spannarbeit.

4. FrageMultiple Choice

Welcher typische Fehler tritt bei der Federenergie auf?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Die Auslenkung wird nur linear statt quadratisch berücksichtigt..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: Für eine ideale Feder gilt E_el = ½D x²; bei doppelter Auslenkung vervierfacht sich die Energie.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Auslenkung wird nur linear statt quadratisch berücksichtigt.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

Für eine ideale Feder gilt E_el = ½D x²; bei doppelter Auslenkung vervierfacht sich die Energie.

5. FrageMultiple Choice

Welcher typische Fehler betrifft das Vorzeichen im Hookeschen Gesetz?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Das Minuszeichen der Rückstellkraft wird mit einem negativen Energiewert verwechselt..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: Die Kraft ist zur Auslenkung entgegengerichtet; die gespeicherte Energie ist dagegen nicht negativ.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Das Minuszeichen der Rückstellkraft wird mit einem negativen Energiewert verwechselt.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

Die Kraft ist zur Auslenkung entgegengerichtet; die gespeicherte Energie ist dagegen nicht negativ.

Vorheriger TestNächster Test

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.