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SG073 Spannenergie im Zusammenhang mit dem Hooke'schen Gesetz

Energie

potenzielle Energie

Glossar

Physik für Schülerinnen und Schüler

In einer Feder kann Energie gespeichert werden, indem die entspannte Feder gedehnt oder gestaucht wird.

Bei einem Federpendel kann der Zusammenhang zwischen Spannenergie Esp und Dehnung s (wenn die Feder gestaucht ist, soll die Dehnung s negativ sein) theoretisch oder experimentell hergeleitet werden. Es ergibt sich:
   Esp = D/2·s2  

mit der Federhärte D. Doppelte Dehnung (oder Stauchung) gehört zur 4-fachen Spannenergie. Für die doppelte Spannenergie Esp ist √2-fache Dehnung s nötig.

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Dehnt man eine Feder, so wird die aufzuwendende Verschiebungsarbeit ganz als Spannenergie in der Feder gespeichert. Berücksichtigt man, dass die dehnende Kraft F = D·s dabei nicht konstant ist, kommt man auch theoretisch auf diese Beziehung.

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Wie kommt man drauf?

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( Juni 2014 )