Wofür Hookesches Gesetz gedacht ist
Das Hookesche Gesetz beschreibt das lineare Federverhalten: Die rückstellende Kraft ist proportional zur Auslenkung, F = D · s. D ist die Federsteifigkeit (Federhärte) in Newton pro Meter (N/m) und s die Längenänderung (Auslenkung) in Metern. Der Rechner löst alle drei Varianten: Gegeben sind D und s, dann folgt F; aus F und s lässt sich D oder aus F und D der Federweg s bestimmen. Die Proportionalität gilt nur innerhalb des elastischen Bereichs – darüber fließt die Feder plastisch oder bricht. Eine große Federsteifigkeit bedeutet eine harte Feder. An der Grenze: Bleibt die Auslenkung im linearen Bereich, ist die Kraft proportional; darüber fließt das Material plastisch und eine Rückstellung funktioniert nicht mehr.
Bedienung
- Tragen Sie zwei bekannte Größen in die Felder ein.
- Lassen Sie die gesuchte Größe bewusst leer.
- Klicken Sie auf Berechnen.
- Lesen Sie das Ergebnis mit Einheit ab.
- Beachten Sie den linearen Bereich der Feder.
Typische Anwendungen: Fahrwerk: Federrate einer Autofeder vergleichen., Waage: Federweg aus dem Gewicht berechnen., Modellbau: Zugfeder für ein Projekt dimensionieren., Waage: Federweg eines Messgeräts aus der Nennlast..
Fragen und Antworten
Was ist die Federsteifigkeit D?
Die Härte der Feder in Newton pro Meter.
Welche Einheit hat der Weg s?
Meter (m).
Wann wird eine Feder plastisch?
Außerhalb des elastischen Bereichs.
Dynamische Schwingung?
Dann nutzt man die Schwingungsgleichung mit Masse.
Welche Einheit hat D?
Newton pro Meter, N/m.
Einschränkungen
Lineare Feder innerhalb des elastischen Bereichs; bei nichtlinearen Federn, Massenträgheit oder dynamischer Anregung braucht man weitere Terme der Schwingungslehre. Echte Federn zeigen immer ein leicht nichtlineares Verhalten. Sehr große Auslenkungen über den Nennbereich hinaus führen zu bleibender Verformung und dürfen nicht ausgelegt werden.
Was das Werkzeug kann
Drei Größen F, D und s gegeneinander lösbar, Einheit Newton (N), N/m, Meter (m), Leerfeld markiert die gesuchte Größe, Sofortige Ausgabe, Hinweis zum linearen, elastischen Bereich, Verständliche Formel unter dem Ergebnis, Für Technik und Physikunterricht
Diese Werkzeuge passen: