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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 9 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

Warum muss man Zentimeter vor dem Einsetzen in Formeln umrechnen?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Weil D in N/m mit einer Auslenkung in Metern kombiniert werden muss..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: Beispielsweise sind 5 cm = 0,05 m; sonst entsteht ein Faktor-100-Fehler bei der Kraft.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Weil D in N/m mit einer Auslenkung in Metern kombiniert werden muss.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

Beispielsweise sind 5 cm = 0,05 m; sonst entsteht ein Faktor-100-Fehler bei der Kraft.

2. FrageMultiple Choice

Welcher Einheitenfehler tritt bei der Federkonstante häufig auf?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: N/m und m/N werden verwechselt..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: Aus D = F/x folgt die Einheit N/m; die inverse Einheit gehört zur Nachgiebigkeit.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet N/m und m/N werden verwechselt.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

Aus D = F/x folgt die Einheit N/m; die inverse Einheit gehört zur Nachgiebigkeit.

3. FrageMultiple Choice

Welche Feder ist bei gleicher Kraft härter?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Die Feder mit der größeren Federkonstante..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: x = F/D ist bei größerem D kleiner; die Feder gibt bei gleicher Kraft weniger nach.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Feder mit der größeren Federkonstante.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

x = F/D ist bei größerem D kleiner; die Feder gibt bei gleicher Kraft weniger nach.

4. FrageMultiple Choice

Welche Feder speichert bei gleicher Auslenkung mehr Energie?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Die Feder mit der größeren Federkonstante..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: E_el = ½D x² wächst bei gleicher Auslenkung mit D.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Feder mit der größeren Federkonstante.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

E_el = ½D x² wächst bei gleicher Auslenkung mit D.

5. FrageMultiple Choice

Warum muss ein Federexperiment mehrere Messpunkte enthalten?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Damit Proportionalität, Steigung, Messunsicherheit und der lineare Bereich beurteilt werden können..

  1. Federgrößen bestimmen: Ordne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie, Masse und Periodendauer zu.
  2. Federzusammenhang anwenden: Eine einzelne Messung zeigt nicht zuverlässig, ob das Hookesche Gesetz im betrachteten Bereich gilt.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Damit Proportionalität, Steigung, Messunsicherheit und der lineare Bereich beurteilt werden können.. Kontrolliere Einheiten, Richtung, elastischen Bereich und Größenordnung.

Eine einzelne Messung zeigt nicht zuverlässig, ob das Hookesche Gesetz im betrachteten Bereich gilt.

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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.