Erklärung — Kraft, Dehnung und Federkonstante
Kraft, Dehnung und Federkonstante hängen fest zusammen.
- Messung:Doppelte Kraft bedeutet doppelte Dehnung.
- Proportionalität:Kraft und Dehnung sind zueinander proportional.
- Federkonstante:Sie beschreibt in einer Zahl, wie stark eine bestimmte Feder nachgibt.
Das Formeldreieck zu F, D und s
Im Formeldreieck ist die gesuchte Größe abgedeckt — F, D oder s. Die Feder links zeigt dazu passend Kraft und Dehnung, unten steht die passende Umstellung samt Rechnung.
Halte fest: Deckst du F oben im Dreieck ab, wird multipliziert; deckst du eine der beiden unteren Größen ab, wird durch die andere geteilt.
Kraft auf die Feder in Newton (N).
Federkonstante (Federhärte) in N/cm.
Dehnung der Feder in Zentimetern (cm).
Die Formel lässt sich nach jeder Größe umstellen.
- Federkonstante gesucht:D = Fs.
- Dehnung gesucht:s = FD.
- Gültigkeit:Das gilt nur bis zur Elastizitätsgrenze, danach bleibt die Feder verformt.
Hinweise
Drei Dinge entscheiden, ob deine Rechnung mit dem hookeschen Gesetz aufgeht.
Frage zuerst, welche der drei Größen gesucht ist. Stelle F = D · s um und setze erst dann die Zahlen ein.
Die Federkonstante ist immer eine Kraft je Länge, N/cm oder N/m — nie nur N. Die Einheit der Dehnung muss dazu passen.
Ist D einmal bestimmt, kostet jede weitere Frage nur eine Multiplikation oder Division. Bei Verhältnisfragen reicht oft: dreifache Kraft heißt dreifache Dehnung.