Frage von blodi, 30

Physik aufgabe hifle?

Ein Eisenbahnwaggon der Masse 10t rollt auf waagrechter Strecke mit der Geschwindigkeit 1m/s gegen einen fest stehenden Prellbock. Dabei werden die beiden Pufferfedern um je 10 cm eingedrückt.

Wie groß ist die Federkonstante jeder Feder?

wie komme ich mit dem gegebenen daten an die Federkonstante?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von Willy1729, 30

Hallo,

ein Newton ist definiert als 1 kg*m/s.

Eine Masse von 10 Tonnen, die sich mit 1 m/s bewegt, hat demnach eine kinetische Energie von 10.000 kg*m/s=10.000 N.

Diese Energie wird innerhalb von 0,1 m in potentielle Energie umgewandelt und zwar nach der Gleichung F(kin)=k*x.

Hierbei ist k die gesuchte Federkonstante, die in Newton pro Meter definiert ist. x ist die Strecke, die die Feder zusammengedrückt wird, also x=0,1 m.

So bekommst Du die Gleichung 10.000 N=k*0,1 m.

Also ist k= 10.000 N/0,1m=100.000 N/m.

Da es sich um zwei Federn handelt, verteilt sich diese Energie, so daß die Federkonstante einer Feder bei 50.000 N/m liegt.

Herzliche Grüße,

Willy

Kommentar von Bejam ,

Eine kinetische Energie von 10.000 kg*m/s? Die Kraft beträgt 10.000 kg*m/s oder auch Newton, die Energie ist Nm oder kg*m^2/s!!!! Kraft =m*a, Energie =F*s

Kommentar von Bejam ,

bzw kinetische Energie = 1/2*m*v^2. Da fehlt irgendwo ein Quadrat bei dir. Der Rest ist gut erklährt

Kommentar von Willy1729 ,

Vielen Dank für den Hinweis. Die Formel F=kx stimmt doch? Also k=F/x, wobei F die Kraft und nicht die kinetische Energie ist. Brauche ich die Formel (1/2)kx² nicht, wenn ich die an der Feder verrichtete Arbeit in Joule berechnen möchte?

Willy

Kommentar von Wechselfreund ,

Die im Wagen steckende Energie 1/2 mv² verteilt sich auf die Federn. Die in einer Feder gespeicherte Energie errechnet sich als W = 1/2 Ds² (hier in der Aufgabe wird Federkonstante D mit k bezeichnet).

Das Problem ist, dass beim Zusammndrücken einer Feder F nicht konstant ist und für die Energie bzw. Arbeit nicht F·s gesetzt werden kann! Ich komme auf 500 000 N/m.

Kommentar von Willy1729 ,

Herzlichen Dank für den Stern.

Willy

Antwort
von PeterKremsner, 28

Kinetische Energie des Zuges kannst du rechnen. Die Kinetische Energie ist dannach in der Feder gespeichert. Hooksches Gesetz und Federkonstante berechnen

Kommentar von lks72 ,

genau, und dran denken , dass sich die Energie auf beide Puffer aufteilt, dann passt alles

Antwort
von Juyas, 22

Haste ne Formelsammlung? Guck ma nach einer Formel bezüglich dessen oder allgemein Berechnungen an Federn.

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