Protokoll: Federkonstante Datei - Moodle BRG

Mechanik
Bestimmen der Federkonstante k
Name:
Datum:
1. Material:
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Kugelschreibermine mit Feder
Vordere Minenhülse
Maßband
2. Theorie:
Der Energieerhaltungssatz besagt, dass in einem abgeschlossenen System der Betrag der
Gesamtenergie immer konstant bleibt (ein abgeschlossenes System liegt vor, wenn weder
Energie von außen zugeführt noch nach außen abgeführt wird) Das bedeutet aber vor allem,
dass in einem abgeschlossenen System kinetische Energie, potenzielle Energie und
Federenergie ineinander umgewandelt werden können, ihre Summe jedoch immer erhalten
bleibt.
Gesamtenergie vorher = Gesamtenergie nachher
Potenzielle Energie der Lage:
E pot  mgh
m … Masse des Objekts
h … Hubhöhe
g … Erdbeschleunigung
Potentielle Energie der Form (Federenergie):
E pot
kx 2

2
k … Federkonstante
x … Dehnung (Kompression) der Feder
3. Versuchsanleitung:
Drücke die auf der Mine befindliche Feder mit dem vorderen Teil der
Kugelschreiberhülse (m = 1,9g) vollständig zusammen. Danach lasse die
Hülse abrupt los, sodass sie senkrecht in die Höhe katapultiert wird.
Versuche dabei jegliches ‚Anecken’ zu minimieren, um größtmögliche
Höhen zu erzielen. Ermittle aus mehreren Versuchen die maximale Höhe h.
Überlege welche Energieformen hier (in idealer Weise) vollständig
ineinander umgewandelt werden und berechne unter Verwendung des
Energieerhaltungssatzes die Federkonstante k der verwendeten Feder.