Labor Federdehung

Die Federdehnung und das Gesetz von Hooke

Spiralfedern

Als man mir mit 10 Jahren die Mandeln in einer OP entfernte teilte ich das Zimmer mit einem Mädchen. Sie hatte eine dieser schönen Spiralfedern, die sie mir auslieh.

Im Spiel vergaß ich die Empfindlichkeit der Feder und schon war es passiert: Die Feder war verbogen. Es war mir so peinlich meinen Fehler zu beichten. Bis heute erinnere ich mich daran ...

Die Elastizität von Federn variiert, und zieht man zu kräftig verformt sie sich. In diesem Versuch soll nur die elastische Verformung von Federn untersucht werden.

Das Gesetz von Hooke

Das Gesetz von Hooke

Die Längenänderung $\Delta s$ einer Feder ist proportional zur Masse. Das bedeutet: verdoppelt man die Masse, verdoppelt sich die Auslenkung, verdreifacht man die Masse, verdreifacht sich die Auslenkung.

$$F=D\cdot \Delta s$$

Dabei ist $D$ die sogenannte Federkonstante. Sie gibt das Verhältnis zwischen Kraft und Auslenkung einer Feder in N/m an und ist ein Maß für die Steifigkeit einer Feder.

Das Gesetz von Hooke

1 Federauslenkung mit zwei verschiedenen Federn

Labor Federdehnung Aufbau

Für den Aufbau wird ein Stativ, zwei verschiedene Federn, ein Lineal und 50 g Massen benötigt.

  1. Berechne die Gewichtskraft mit $F_G=m\cdot g$. Rechne vereinfacht mit $g=10\:m/s^2$.

  2. Messe die Federauslenkung für beiden parallel geschalteten Federn mit verschiedenen Gewichten und vervollständige die Wertetabelle.

  3. Stelle die Daten in einem F-Δs-Diagramm dar.

  4. Beschreibe den Zusammenhang zwischen Kraft und Auslengkung.

m in mg 0 50 100 150
FG in N
Δs1 in cm
Δs2 in cm

2 Auslenkungsmessung bei parallel geschalteten Federn

parallel geschaltete Federn

Für den Aufbau wird ein Stativ, zwei identische Federn, ein Lineal und 50 g Massen benötigt.

  1. Berechne die Gewichtskraft mit $F_G=m\cdot g$. Rechne vereinfacht mit $g=10\:m/s^2$.

  2. Messe die Federauslenkung für beiden parallel geschalteten Federn mit verschiedenen Gewichten und vervollständige die Wertetabelle.

  3. Stelle die Daten in einem F-Δs-Diagramm dar.

  4. Beschreibe den Zusammenhang zwischen Kraft und Auslengkung.

m in mg 0 50 100 150
FG in N
Δs1 in cm

3 Übung zur Auslenkung einer Feder

Eine Feder hat die Die Federkonstante D = 5 N/m. Berechne die Verlängerung der Feder, wenn diese mit folgender Kraft belastet wird:

  1. 2 N,

  2. 6 N.

Die Federkonstante einer Schraubenfeder beträgt 15 N/m. Berechne die Verkürzung der Feder, wenn sie mit folgender Kraft zusammengedrückt wird:

  1. 1,5 N,

  2. 3 N.

Ein Körper zieht mit 2,5 N an einer Feder und verlängert sie dabei um 2 cm. Ein anderer Körper verlängert die Feder um 3 cm.

  1. Berechne die Federkonstante D.

  2. Berechne die Kraft, mit welcher der zweite Körper an der Feder zieht.

  3. Berechne die Masse des zweiten Körpers.

Die zwei Schraubenfedern an der Vorderachse eines Pickups werden bei einem Gewicht von 700 kg um 9 cm eingedrückt.

  1. Berechne die Federkonstante der einzelnen Feder.


  1. Δs = F/D=0,4 m

  2. Δs = 1,2 m

  3. Δs = 0,1 m

  4. Δs = 0,2 m

  1. D = 125 N/m

  2. F = 3,75 N

  3. m = 382,2 g

  4. D = 38150 N/m

Wortliste und Satzbausteine



die Feder, -n Meß­gerät zum Messen einer elek­trischen Span­nung
die Ruhe­aus­lenkung, -en die Länge einer Feder im unbe­lasteten Fall $s_0$ in cm
die Aus­lenkung, -en die Länge einer Feder im belas­teten Fall $s$ in cm
die Längen­än­derung, -en der Unterschied der Feder­länge zwischen einer unbelas­teten und belasteten Feder $\Delta s$ in cm
die Gewichts­kraft, -"e die Kraft, welche die Längen­änderung der Feder verursacht $F_G=m\cdot g$ in N
Die Gewichts­kraft verhält sich pro­por­tional zur Auslenkung. Verdoppelt man die Kraft, verdoppelt sich die Auslenkung, vervierfacht man die Kraft vervierfacht sich die Auslenkung und halbiert man die Kraft halbiert sich die Auslenkung.
die Feder­kon­stan­te, -n sie gibt das Verhältnis zwischen Kraft und Auslenkung einer Feder an $D$ in N/m
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