Federkonstante-Rechner
Berechne Kraft, Federkonstante, Auslenkung, Energie und Schwingungsdauer. Kombiniere Federn in Reihen- oder Parallelschaltung.
Beispiele zum Hookeschen Gesetz
| Federkonstante | Auslenkung | Kraft | Gespeicherte Energie |
|---|---|---|---|
| 100 N/m | 0,1 m | 10 N | 0,5 J |
| 200 N/m | 0,05 m | 10 N | 0,25 J |
| 50 N/m | 0,2 m | 10 N | 1 J |
| 500 N/m | 0,02 m | 10 N | 0,1 J |
| 25 N/m | 0,4 m | 10 N | 2 J |
Häufige Fragen
Was ist die Federkonstante?
Die Federkonstante k beschreibt die Steifigkeit einer Feder. Sie ist der Proportionalitätsfaktor im Hookeschen Gesetz F = k × x. Dabei steht F für die Kraft und x für die Auslenkung aus der Ruhelage. Die Einheit der Federkonstante ist Newton pro Meter, also N/m.
Wie berechnest du die Federkonstante aus Kraft und Auslenkung?
Stelle das Hookesche Gesetz nach k um: k = F / x. Dehnt eine Kraft von 20 N eine Feder um 0,1 m, beträgt die Federkonstante 20 / 0,1 = 200 N/m. Beide Eingaben müssen positiv sein und sich auf dieselbe Feder und Auslenkung beziehen.
Wie lautet die Formel für die elastische potenzielle Energie?
Die elastische potenzielle Energie einer idealen Feder lautet E = 0,5 × k × x². Du brauchst die Federkonstante k in N/m und die Auslenkung x in m. Das Ergebnis wird in Joule ausgegeben. Der Rechner zeigt zusätzlich Millijoule und Kilojoule an.
Wie findest du die Schwingungsdauer eines Federpendels?
Für ein ideales Federpendel gilt T = 2π × √(m / k). Die Schwingungsdauer hängt von der schwingenden Masse m und der Federkonstante k ab, nicht von der Amplitude. Der Rechner gibt außerdem Frequenz und Kreisfrequenz der Schwingung aus.
Wie verhalten sich Federn in Reihe und parallel?
Bei einer Reihenschaltung wird die Ersatzfeder weicher: 1 / kₑᵣₛ = Σ(1 / kᵢ). Bei einer Parallelschaltung wird sie steifer: kₑᵣₛ = Σ kᵢ. Zwei Federn mit je 100 N/m ergeben in Reihe 50 N/m und parallel 200 N/m.
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