WH54 Lern-Lexikon
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Mathematik | Physik | Chemie


Bildbeschreibung und Urheberrecht

Federkonstante


Definition


Basiswissen


k, c oder D, z. B. angegeben in Newton pro Zentimeter: Eine Schraubenfeder (wendeltreppenförmig) kann man aus ihrem Ruhezustand auseinanderziehen oder zusammendrücken. Die Federkonstante gibt an, welche Kraft man benötigt, um die Feder um eine Längeneinheit länger oder kürzer zu machen. Das wird hier erklärt.

Was meint Feder hier?


◦ Mit Feder ist hier eine Schraubenfeder gemeint.
◦ Ein Draht ist schraubenartig zu einer Feder gewunden.
◦ Schraubenartig heißt: wie um einen Zylinder gewickelt

Was ist die Auslenkung?


◦ Wenn man an einer Feder weder zieht nocht drückt, dann hat sie ihre Ruhelänge.
◦ Wenn man dann an der Feder zieht wird sie länger, durch Drückung wird sie kürzer.
◦ Was an Länge im Vergleich zur Ruhelänge dazukommt oder abnimmt ist die Auslenkung.

Was ist die Federkonstante?


◦ Die Federkonstante ist eine Zahl gefolgt von Einheiten.
◦ Beispiel: eine Zugfeder könnte eine Federkonstante D = 4 N/cm haben.
◦ Das N ist die Einheit der Kraft N, das cm meint normale Zentimeter.
◦ Die 4 N/cm sagen dann, dass man 4 N für jeden Zentimeter braucht, ...
◦ um die man die Feder gegenüber der Ruhelänge länger oder kürzer machen will.

Zahlenbeispiel


◦ Angenommen eine Zugfeder habe eine Ruhelänge von 10 cm.
◦ Ihre Federkonstate D sei 4 N/cm.
◦ Zieht man mit 4 N an ihr, dann wird sie 1 cm länger.
◦ Sie ist dann also 11 cm lang.
◦ Zieht man mit noch einmal 4 N mehr (also insgesamt 8 N), ...
◦ dann wird sie nochmal 1 cm länger, ist dann also 12 cm lang.
◦ Und zieht man mit nochmal 4 N mehr, also in Summe mit 12 N, ...
◦ dann wird sie wieder einen cm länger und ist im Ende 13 cm lang.

Was sind typische Abkürzungen?


◦ Übliche Formelzeichen sind:
◦ D, k und auch c.

Was ist hier proportional?


◦ Solange eine Feder eine feste Federkonstante hat, ...
◦ solange ist die Gesamtzugkraft proportional zur Auslenkung.
◦ Bei einer Federkonstanten von 4 N/cm kann man sagen:
◦ Die Zugkraft in Newton ist immer das 4-fache der Auslenkung in cm.
◦ Oder: für jeden zusätzlichen Zentimeter Auslenkung kommen 4 Newton Kraft dazu.
◦ Siehe auch => proportionale Funktion

Synonyme


=> Direktionskonstante
=> Federsteifigkeit
=> Federkonstante
=> Federhärte
=> Richtgröße
=> Federrate

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