Hooksches Gesetz

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Name:
Datum:
Kräfte messen
Nuvola Stift.png   Aufgabe 1
  1. Untersuche die Wirkung unterschiedlicher Massen auf eine Feder!
    Baue dazu ein Stativ so auf, dass Du eine Schraubenfeder an das Stativ hängen kannst! Stelle nun einen Maßstab neben die Schraubenfeder und bestimme mit Hilfe der Mess-Schnäbel die Länge der Feder! Diese Länge nennen wir X_{0}. Trage die Länge der Feder in die unten stehende Tabelle ein!
  2. Hänge nun das erste Massenstück an die Schraubenfeder und notiere, wie groß die Masse m_{1} ist, die nun an der Feder hängt. Die Feder wird sich durch die Gewichtskraft der Masse etwas längen. Bestimme die Länge X_{1} der Feder! Notiere auch diese Länge in der Tabelle! Berechne, um welche Strecke sich die Feder gelängt hat (X_{1} - X_{0}) und notiere diesen Wert ebenfalls!
  3. Erhöhe nun schrittweise die Masse, die Du an die Feder hängst und notiere die jeweilige Gesamtmasse, die ganze Länge der Feder und die Differenz zur Ausgangslänge X_{0}. Achte darauf, dass Du keine zu große Masse an die Schraubenfeder hängst, um die Feder nicht zu beschädigen!
  4. Schließlich sollst Du die erhobenen Daten in einem Diagramm darstellen. Trage dazu die angehängte Masse auf der X-Achse auf und die resultierende Verlängerung der Feder auf der Y-Achse!


Millimeterpapier 10 x 10 cm.svg
#  M/g  X/cm X_x - X_0
0
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Nuvola Stift.png   Aufgabe 2

Beschreibe den Verlauf der Messwerte!


CC-BY-SA-icon-80x15.pngQuelle: zum.de Hooksches Gesetz (https://wiki.zum.de/wiki/Bausteine_Physik/Mechanik_7/Hooksches_Gesetz)
Name:
Datum:
Kräfte messen
Nuvola Stift.png   Aufgabe 3

Erstelle nach dem gleichen Prinzip Diagramme für zwei weitere Federn!


Millimeterpapier 10 x 10 cm.svg
#  M/g  X/cm X_x - X_0
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Millimeterpapier 10 x 10 cm.svg
#  M/g  X/cm X_x - X_0
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CC-BY-SA-icon-80x15.pngQuelle: zum.de Hooksches Gesetz (https://wiki.zum.de/wiki/Bausteine_Physik/Mechanik_7/Hooksches_Gesetz)
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Kräfte messen
Nuvola Stift.png   Aufgabe 4

Berechne für die letzte Feder den Quotienten aus der angehängten Masse (M) und der Veränderung der Länge (X_x - X_0)!

Beschreibe Deine Beobachtung!









#  M/g  X_x - X_0 \frac{M}{X_x - X_0}
0
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Der Zusammenhang von Längenänderung und wirkender Kraft wird in der Physik als das Hooksche Gesetz bezeichnet. Demnach ist für eine Feder der Quotient aus der Längenänderung und der wirkenden Kraft in einem gewissen Bereich konstant. Dieser Quotient wird als die Federkonstante der betreffenden Feder bezeichnet.


CC-BY-SA-icon-80x15.pngQuelle: zum.de Hooksches Gesetz (https://wiki.zum.de/wiki/Bausteine_Physik/Mechanik_7/Hooksches_Gesetz)
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Datum:
Kräfte messen

Die Feder längt sich in Abhängigkeit der auf sie wirkenden Kraft, nicht aufgrund der angehängten Masse! Die Masse bewirkt eine Gewichtskraft, die die Feder ausdehnt. Du kannst das überprüfen, indem Du VORSICHTIG versuchst, die Feder mit der Hand zu längen. Die Kraft wird in Formeln als F bezeichnet, die Einheit in der Kräfte gemessen werden ist das Newton (oder kurz N).

D = \frac{F}{X_x - X_0}

Die Federkonstante D wird in der Einheit \frac{N}{m} angegeben (oder in unserem Fall auch in \frac{N}{cm}).

In der Physik nutzt man das Hooksche Gesetz um Kräfte zu messen.


Nuvola Stift.png   Aufgabe 5

Bestimme mit Hilfe eines Federkraftmessers, welcher Gewichtskraft 100g Masse auf der Erde entsprechen!


Nuvola Stift.png   Aufgabe 6

Ein Körper hat eine Masse von ca.         g.

Bestimme mit Hilfe des Federkraftmessers, wie viele Körper sich in dem Päckchen befinden!

Beachte, dass im Physikraum weder gegessen noch getrunken werden darf!


CC-BY-SA-icon-80x15.pngQuelle: zum.de Hooksches Gesetz (https://wiki.zum.de/wiki/Bausteine_Physik/Mechanik_7/Hooksches_Gesetz)