Vorversuch

Vorversuch
Im folgenden Hauptversuch wird eine Feder verwendet.
In einem Vorversuch soll nach dem Hookschen Gesetz die Federhärte D bestimmt
werden.
Dazu wird untersucht wie sich die Dehnung der Feder unter bestimmten
Krafteinwirkungen verändert. Die Ergebnisse des Versuchs werden in folgender
Tabelle zusammengefasst:
Kraft in N
Ausdehnung s in m
2
4
6
12
0,3125
0,6250
0,9375
1,8750
Federhärte D in N / m
(D = F/s)
1. Bestimme die Federhärte.
2. Überlege: wie wird sich die Messreihe verändern, wenn man bei gleicher
Kraftwirkung eine Feder doppelter / halb so großer Härte benutzen würde.
3. Welcher Diagrammtyp ergibt sich wenn man ein s-F-Diagramm erstellt.
Spannenergie
Ein Wagen fährt mit konstanter und bekannter Geschwindigkeit (v) gegen eine entspannte
Feder. Dabei wandelt sich die kinetische Energie des Autos in Spannenergie der Feder um.
Wenn sich die gesamte kinetische Energie des Wagens in Spannenergie der Feder
umgewandelt hat, wird die Stauchungsstrecke s der Feder gemessen.
Die Messwerte werden in unten stehender Tabelle erfasst.
V = konstant
s
V=0
Messwerttabellen:
1.
Wagen mit der Masse m = 0,16 kg
s in m
v in m/s
Ekin = ESpann in J
s2 in m
Aufgaben:
0,1
0,20
0,2
0,40
0,3
0,60
0,4
0,80
Berechne in allen Fällen die kinetische Energie des Wagens,
berechne s2 und trage die Werte in die Tabelle ein, Erstelle das
s2 - Ekin – Diagramm.
Welche Aussagen lassen sich ableiten. Ergeben sich
Proportionalitäten, dann bestimme den Proportionalitätsfaktor.
Vergleiche diesen mit der im Vorversuch bestimmten Federhärte.
Leite eine Formel zur Berechnung der Spannenergie her.
s in m
v in m/s
Ekin = ESpann in J
s2 in m
0,1
0,20
0,032
3,2
0,2
0,40
0,128
3,2
0,3
0,60
0,288
3,2
0,4
0,80
0,512
3,2