Erklärung — Messreihe an der Schraubenfeder
So entsteht die Messreihe an der Schraubenfeder.
- Aufbau:Eine Schraubenfeder hängt senkrecht an einem Stativ, daneben steht ein Maßstab.
- Messgrößen:Notiert werden die Gewichtskraft F und die Dehnung s bei jedem Massestück.
- Messreihe:1,0 N bei 2,0 cm, 2,0 N bei 4,0 cm, 3,0 N bei 6,0 cm, 4,0 N bei 8,0 cm.
Die Messpunkte ins F-s-Diagramm eintragen
Vier Messpunkte liegen in einer Ablage und lassen sich ins F-s-Koordinatensystem einordnen; der Punkt G legt die Ursprungsgerade durch alle vier Punkte fest — ihre Steigung wird als Federkonstante D angezeigt.
Halte fest: Alle vier Messpunkte liegen auf einer Ursprungsgeraden, und ihre Steigung ist genau der Quotient aus Kraft und Dehnung: 0,5 N/cm.
Gewichtskraft an der Feder in N.
Dehnung der Feder in cm.
Federkonstante der Feder, hier 0,5 N/cm.
Die Federkonstante D fasst das Verhalten der Feder in einer Zahl zusammen.
- Bedeutung:0,5 N/cm heißt: jedes weitere halbe Newton dehnt die Feder um einen Zentimeter.
- Härtere Feder:Sie hat ein größeres D.
- Diagramm:Eine größere Federkonstante zeigt sich als steilere Gerade.
Hinweise
Drei Dinge, die beim Messen und Auswerten dieser Messreihe immer wieder schiefgehen.
Trage als s immer die Dehnung ein, nicht die Gesamtlänge. Lies vorher die Nulllage am Maßstab ab und ziehe sie ab.
Rechne mit g ≈ 10 N/kg, dann ergeben 100 g etwa 1,0 N. Notiere bei D immer die Einheit, denn 0,5 N/cm ist dasselbe wie 50 N/m.
Rechne nicht jede Zeile einzeln nach. Prüfe über Faktoren: doppelte Kraft muss doppelte Dehnung ergeben, dreifache Kraft dreifache.