Über dieses Tool
Der Rechner für das Hookesche Gesetz & Federn ist ein kostenloses Browser-Tool für ideale Federn. Wähle, ob du nach Kraft, Federkonstante oder Auslenkung lösen möchtest, gib die anderen zwei ein, und es liefert die Antwort zusammen mit der gespeicherten elastischen potentiellen Energie. Alle Berechnungen erfolgen lokal in deinem Browser.
Es wendet das Hookesche Gesetz F = k·x an, wobei F die rückstellende Kraft, k die Federkonstante (Steifigkeit) und x die Auslenkung aus der Gleichgewichtslage ist. Umgestellt ist k = F/x und x = F/k. Die in der gedehnten oder komprimierten Feder gespeicherte elastische potentielle Energie ist U = ½·k·x². Ein optionaler Kombinationsmodus berechnet eine effektive Steifigkeit für zwei Federn: in Reihe 1/k = 1/k₁ + 1/k₂, parallel k = k₁ + k₂.
Nutze es, um eine Feder auszulegen, die Kraft bei einer gegebenen Dehnung zu finden oder die gespeicherte Energie zu prüfen. Gib die Kraft in Newton, die Federkonstante in Newton pro Meter und die Auslenkung in Metern ein, womit sich die Energie in Joule ergibt.
Häufig gestellte Fragen
Was ist das Hookesche Gesetz?
Es besagt, dass die von einer Feder ausgeübte Kraft proportional zu ihrer Auslenkung aus der Gleichgewichtslage ist: F = k·x. Die Konstante k, die Federkonstante oder Steifigkeit, misst, wie viel Kraft pro Meter Dehnung oder Kompression nötig ist.
Wie wird die elastische potentielle Energie berechnet?
Die in einer gedehnten oder komprimierten Feder gespeicherte Energie ist U = ½·k·x². Sie entspricht der Fläche unter der Kraft-Weg-Geraden und wird in Joule angegeben, sobald eine Auslenkung verfügbar ist.
Wie kombinieren sich Reihen- und Parallelfedern?
Federn in Reihe sind insgesamt weicher: 1/k = 1/k₁ + 1/k₂. Federn parallel sind steifer: k = k₁ + k₂. Aktiviere die Kombinationsoption und gib die beiden Federkonstanten ein, um die effektive Steifigkeit zu verwenden.
Gilt das Hookesche Gesetz immer?
Nur innerhalb der Elastizitätsgrenze einer Feder. Dehnt man sie zu weit, verformt sie sich dauerhaft oder die Kraft wird nichtlinear, sodass die Formel nicht mehr gilt. Dieses Tool modelliert den idealen linearen Bereich und läuft vollständig in deinem Browser.
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