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Die Gepäckwaage
AFBVor dem Flug wiegt Paul seinen Koffer mit einer Gepäckwaage: Der Koffer hängt an einem Haken, der eine Feder im Inneren der Waage dehnt. M1 zeigt, wie die Kraft auf die Feder von ihrer Auslenkung abhängt.
M1Kraft und Auslenkung der Feder
- Nenne die beiden Größen, von denen die Spannenergie einer Feder abhängt, mit ihren Einheiten.Tipp a)
Schau dir die Formel \(E_{\text{Spann}}=\tfrac12\cdot D\cdot s^2\) an: Welche Größen stehen außer dem Faktor \(\tfrac12\) darin?
- Lies aus M1 ab, welche Kraft bei einer Auslenkung von 4 cm auf die Feder wirkt.Tipp b)
Gehe bei 4 cm senkrecht nach oben bis zur Geraden und von dort waagerecht zur F-Achse.
- Gib die Federkonstante \(D\) der Feder in \(\tfrac{\text{N}}{\text{m}}\) an.Tipp c)
\(D\) ist der Quotient \(F:s\). Rechne die Auslenkung vorher in Meter um.
- Pauls Koffer dehnt die Feder um 4,5 cm. Berechne die Spannenergie, die dann in der Feder steckt.Tipp d)
Setze \(D\) aus c) und \(s=0{,}045\,\text{m}\) in \(E_{\text{Spann}}=\tfrac12\cdot D\cdot s^2\) ein. Nur \(s\) wird quadriert.
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Das voll beladene Auto
AFB3
Gummiseil oder Stahlfeder?
AFB4
Eine Feder für den Kraftmesser
AFB5