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Der Federkraftmesser

Zehn Übungen zum Federkraftmesser: Werte richtig ablesen und für jede Last den passenden Messbereich wählen.

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Übungsaufgaben

Alle Übungen fortlaufend nummeriert — zuerst die interaktiven Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln, danach die Rechen- und Textaufgaben. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps.

A1
Was der Federkraftmesser anzeigt
AFB I

Welche Aussagen über den Federkraftmesser stimmen?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Der häufigste Denkfehler steckt in der ersten falschen Aussage: Ein Federkraftmesser zeigt keine Masse in Gramm, sondern eine Kraft in Newton. Auch ein kurzes Überschreiten des Messbereichs ist nicht harmlos — die Feder bleibt danach gedehnt. Und genullt wird immer bei 0 N, nie am Ende der Skala.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen rund um den richtigen Umgang mit dem Federkraftmesser.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Alle fünf Aussagen hängen an einem Satz: Der Federkraftmesser stimmt nur, wenn er senkrecht hängt, bei 0 N startet und innerhalb seines Messbereichs bleibt.
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I

Setze die Fachbegriffe an die richtige Stelle — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Ein Federkraftmesser gibt eine Kraft in der Einheit an. Je größer die angehängte Kraft ist, desto größer ist die der Feder. Sie nimmt zu, deshalb hat die überall gleich große Abstände; die größte Kraft, die das Gerät verträgt, heißt .

„Gramm“ bleibt übrig, denn Gramm ist eine Einheit der Masse. Genau hier wird oft verwechselt: Ein Federkraftmesser reagiert auf eine Kraft und zeigt deshalb Newton an.
A4
Handgriffe richtig einordnen
AFB I

Ordne jeden Handgriff dem passenden Korb zu.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Vor der Messung
2Beim Ablesen
3Schadet dem Gerät
Das Unterscheidungsmerkmal ist der Zeitpunkt: Alles, was die Anzeige erst richtig macht, gehört vor die Messung — während der Messung wird nur noch abgelesen. Typischer Fehler ist das Nullstellen: Es wandert oft in den Korb „Beim Ablesen“, obwohl es vorher passieren muss.
A5
Blitzrechnung
AFB I

Ein Federkraftmesser hat den Messbereich 0 N bis 10 N. Zwischen 0 N und 10 N liegen 50 gleich große Abstände zwischen den Skalenstrichen. Welcher Kraft entspricht ein einzelner Abstand?

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Rechenweg: 10 N verteilen sich auf 50 gleiche Abstände, also 10 N geteilt durch 50 ergibt 0,2 N je Abstand. Typischer Fehler ist das Vertauschen — 50 geteilt durch 10 ergibt 5 und hat keine Bedeutung. Kopfrechen-Trick: 50 Abstände auf 10 N heißt 5 Abstände je Newton, ein Abstand ist also ein Fünftel Newton.
A6
Der Messvorgang in fünf Schritten
AFB II

Bringe die Schritte einer Kraftmessung in die richtige Reihenfolge.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Den Messbereich auf dem Gehäuse lesen und prüfen, ob die erwartete Kraft hineinpasst.
2Den Federkraftmesser senkrecht halten oder senkrecht aufhängen.
3Den Zeiger unbelastet auf 0 N stellen.
4Den Körper an den Haken hängen und warten, bis der Zeiger ruhig steht.
5Auf Augenhöhe ablesen und den Wert mit der Einheit N notieren.
Am häufigsten verrutscht das Nullstellen: Wer erst die Last anhängt und dann auf Null stellt, dreht den gesuchten Wert weg und liest anschließend 0 N ab. Genullt wird außerdem in derselben Lage, in der später gemessen wird — deshalb steht das senkrechte Halten davor.
A7
Rechenkette
AFB II

Ein Federkraftmesser hat den Messbereich 0 N bis 5,0 N. Eine Kraft von 1,0 N dehnt seine Feder um 8,0 mm, und die Dehnung wächst gleichmäßig mit der Kraft.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Dehnung der Feder bei einer Kraft von 3,0 N: mm
  2. Dehnung am Ende des Messbereichs, also bei 5,0 N: mm
  3. Ein Körper dehnt die Feder um 32 mm — welche Kraft zeigt das Gerät an? N
  4. Welche Kraft würde die Feder um 48 mm dehnen? Rechne den Wert aus, obwohl er nicht mehr auf die Skala passt. N
Die Kette zeigt: Kraft und Dehnung sind zueinander proportional, deshalb genügt ein einziges Wertepaar für alle weiteren Werte. Der letzte Schritt ergibt 6,0 N und liegt damit über dem Messbereich von 5,0 N — rechnen lässt sich das, messen nicht. Der typische Fehler ist, dieses Ergebnis für einen Messwert zu halten: Wer die Last wirklich anhängt, dehnt die Feder dauerhaft.
A8
Begriff und Bedeutung verbinden
AFB II

Verbinde jeden Begriff mit der Erklärung, die zu ihm gehört.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Trick: Sortiere zuerst grob vor. Newton und Messbereich betreffen Zahlen und Einheiten, Nullstellen und Augenhöhe sind Handgriffe — für die gleichmäßige Dehnung bleibt dann nur die Aussage über die Skalenabstände übrig. Verwechselt werden meist Messbereich und Nullstellen: Der eine ist eine feste Eigenschaft des Geräts, das andere ein Handgriff vor jeder Messung.
A9
Fehlersuche im Schulheft
AFB II

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
In Klassenarbeiten kommt der Fehler aus Zeile 6 am häufigsten vor: Die beiden Zahlen werden vertauscht, sodass statt 10 N geteilt durch 50 der Wert 50 geteilt durch 10 gerechnet wird. Prüfe deshalb immer die Größenordnung — ein einzelner Strich kann nicht die Hälfte des ganzen Messbereichs sein.
A10
Wie verändert sich die Dehnung?
AFB III

Am Federkraftmesser zieht zunächst eine Last mit 1,0 N; die Feder ist dabei um 8,0 mm gedehnt. Verändert wird die Last. Schätze für jede Zeile ein, was passiert — ohne zu rechnen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = halbiert, 2 = bleibt gleich, 3 = verdoppelt, 4 = verdreifacht, 5 = vervierfacht. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = halbiert5 = vervierfacht
Statt 1,0 N ziehen jetzt 2,0 N an der Feder.
Statt 1,0 N ziehen jetzt 4,0 N an der Feder.
Die Zugkraft wird verdoppelt, gleichzeitig hängt die Last an zwei gleichen Federn statt an einer.
Von der Last wird die Hälfte abgenommen, es ziehen nur noch 0,50 N.
Zu der Last von 1,0 N werden zwei weitere, genau gleiche Lasten dazugehängt.
Weil Dehnung und Kraft proportional sind, wirkt jeder Faktor unverändert auf die Dehnung durch: dreifache Kraft heißt dreifache Dehnung. Typischer Fehler ist die letzte Zeile — zwei zusätzliche Lasten ergeben insgesamt 3,0 N, nicht 2,0 N. In der dritten Zeile heben sich die beiden Änderungen auf, weil jede der zwei Federn nur die halbe Gesamtkraft trägt, also wieder 1,0 N. Nachdenken geht hier schneller als jede Rechnung.