4.11 Anordnungen von Sprungfedern
Das Hookesche Gesetz ist die Grundlage für die Diskussion von schwingenden
Feder-Masse Systemen. Neben Modellen (siehe Kap. 6.1) wie die
longitudinal schwingende Kette, in der sich Massen und Federn
abwechseln, sind kompliziertere Federanordungen zwischen den Massen
möglich. In dieser Aufgabe sollen die effektiven Federkonstanten der
zwei Grundanordnungen von Federn, sowie einige Kombinationen dieser
Grundanordnungen berechnet werden. Eine entsprechende Situation
findet man in der Elektrotechnik bei der Kombination von elektrischen
Widerständen anstelle von Federn.
Aufgabenstellung
Berechne die effektive Federkonstanten der folgenden Anordnungen von
Federn, wenn die Anordnungen jeweils an einem Ende befestigt sind und
am anderen Ende der Einwirkung einer Kraft
auf die Gesamtanordnung
ausgesetzt sind.
- (1)
- Serielle Anordnung (Abb. 1a). Die Kraft greift an der Feder 2 an.
- (2)
- Wie (1) jedoch mit
Federn in serieller Anordnung.
- (3)
- Parallele Anordnung (Abb. 1b). Die Kraft greift so an, dass
beide Federn um die gleiche Strecke ausgelenkt werden.
- (4)
- Wie (3) jedoch mit
Federn in paralleler Anordnung.
- (5)
- Eine Anordnung von zwei parallelen Federn, gefolgt von
einer Feder in Reihe (Abb. 2a).
- (6)
- Zwei Paare von parallelen Federn sind seriell angeordnet
(Abb. 2b).
Kommentiere, wo angebracht, die jeweiligen Resultate.
Abbildung 1:
Illustration der Aufgaben 1 und 3
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Abbildung 2:
Anordnung der Federn für die Aufgaben 5 und 6
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Deine Antworten:
Fragen
zur schrittweisen Gewinnung der Lösung
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<Mechanik Aufgabensammlung> R. Dreizler C. Lüdde
2008