Hookesches Gesetz (Federkraft)
Das Hookesche Gesetz beschreibt die lineare Beziehung zwischen Federkraft und Auslenkung — Grundlage für Schwingungen, Federmanometer und Werkstoffmechanik.
Formel
F = k \cdot xVariablen & Einheiten — Hookesches Gesetz (Federkraft)
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| F | Federkraft (rücktreibende Kraft) | N |
| k | Federkonstante (Steifigkeit des Systems) | N/m |
| x | Auslenkung aus der Ruhelage | m |
Herleitung & Hintergrund — Hookesches Gesetz (Federkraft)
Robert Hooke (1678) entdeckte: Die Kraft einer Feder ist proportional zur Auslenkung. Gilt nur im elastischen Bereich, bis zur Proportionalitätsgrenze. Die Federkonstante k charakterisiert die Steifigkeit des Systems. Gespeicherte Federenergie: E = ½kx².
Rechenbeispiel
Eine Feder mit k = 200 N/m wird um x = 0,05 m (5 cm) gedehnt: F = 200 · 0,05 = 10 N. Gespeicherte Energie: E = ½ · 200 · 0,0025 = 0,25 J.
Anwendungsgebiete
Federmanometer, Schwingungssysteme, Werkstoffprüfung, Seismographen, Federwaagen, Stoßdämpfer
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Frage (Vorderseite)
Was beschreibt die Formel F = k·x? Nenne alle Variablen und Einheiten.
Antwort (Rückseite)
Das Hookesche Gesetz beschreibt die lineare Beziehung zwischen Federkraft und Auslenkung — Grundlage für Schwingungen, Federmanometer und Werkstoffmechanik.. F: Federkraft (rücktreibende Kraft) (N); k: Federkonstante (Steifigkeit des Systems) (N/m); x: Auslenkung aus der Ruhelage (m).
Wissenschaftliche Quellen
- [1]Hooke, R. (1678). De Potentia Restitutiva. London.
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