Gewichts- und Federkraft

  • Hallo!

    Ich bräuchte Hilfe bei zwei theoretischen Aufgaben und hoffe, dass ihr mir weiter helfe könnt!

    1. Die Formel der Gewichtskraft lautet F_G=m*g. Woraus resultiert und wie groß ist die Fall- oder Erdbeschleunigung.

    Also herausgefunden habe ich bereits die Fall- oder Erdbeschleunigung auf der Erdoberfläche g = 9,81 m/s2.

    Nun zu meinen Fragen:
    ist Fall- und Erdbeschleunigung das gleiche?
    Woraus resultiert die Fall- oder Erdbeschleunigung?

    2. Die Federkraft ist ein weiteres Beispiel von wirkenden Kräften. Worin besteht in diesem Zusammenhang die Federkonstante und die daraus resultierende Proportionalität.

    Mit der Frage kann ich leider gar nichts anfangen. Ist damit jenes gemeint, was man bei Wikipedia findet? Also:

    "...verbindet die Auslenkung einer Feder mit der daraus resultierenden Kraft. Bei einer linearen Feder ist dieser Anstieg der Kraft eine Konstante. Für eine Feder gilt dies nur bis zur Elastizitätsgrenze..."

    Ist die Federkonstante die konstante Kraft bei einer linearen Feder?
    Was ist schon wieder diese resultierende Proportionalität?

    Hoffe ihr könnt mir weiter helfen.

    Vielen Dank!

  • Hallo!

    Ich würde beim Begriff Fallbeschleunigung (an der Erdoberfläche) bleiben. (Was soll Erdbeschleunigung sein?)
    Die Ursache für das Fallen kannst Du Dir sicher vorstellen. Kennst Du die hübsche Geschichte von NEWTON und dem Apfel?
    Den genauen Wert für g müßte man Ort für Ort messen; als Normwert (eine Art Durchschnitt) ist [;9,81\ \frac{m}{s^2};] festgelegt.
    Mit Hilfe der Größe und Masse der Erde läßt sich g auch näherungsweise berechnen.

    Zur Federkraft: Bei elastischen Körpern ist erfahrungsgemäß (innerhalb eines bestimmten Bereichs) die rücktreibende Kraft proportional der Auslenkung aus der Ruhelage [;F=-Dx;]. Proportionalitätsfaktor (Vorzeichen mal außeracht) ist die erwähnte Federkonstante D. (Zu deren Entstehung müßte man sich über die Bindungsverhältnisse schlau machen.) mfG

  • Deine Kritik an dem Begriff Erdbeschleunigung ist unberechtigt, es handelt sich nämlich um die Fallbeschleunigung auf dem Planeten Erde.

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    Keine Korrekturen per Privatnachricht.

  • Danke soweit für eure Antworten!

    Ja Franz, das mit dem Apfel kenne ich, da lieft vor 1 oder 2 Wochen mal eine interessante Dokumentation auf VOX über dieses Thema.

    Um das jetzt für mich noch einmal klar zustellen:

    1.
    a) In diesem Fall ist die Fall- und Erdbeschleunigung das gleiche.
    b) Fall- und Erdbeschleunigung resultieren aus der Erdanziehungskraft und der jeweiligen Masse des Objekts.

    Hab ich das so richtig verstanden?

    Das mit der Federkraft ist mir noch immer nicht ganz klar. Was ist dabei genau die Federkonstante? Ist es die Kraft die benötigt wird, um den Widerstand der Feder zu überwinden?

  • Ja im Prinzip ist das die Kraft die benötigt wird um die Feder auszulenken, oder wenn man die Betrachtungsrichtung umkehrt, die Kraft, die die Feder bei der Auslenkung entwickelt. Beispiel: Eine Feder mit der Federkonstante 1 N/m muss man mit einer Kraft von einem Newton auslenken um eine Auslenkung von einem Meter zu erreichen. Die Proportionalität besteht darin, dass man bei doppelter Kraft die Feder auch doppelt so weit auslenken kann etc.

    a - Ja
    b - ist falsch herum, die Gewichtskraft resultiert aus der Masse des Objekts und der Erdbeschleunigung.

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  • Danke für die Antwort tiorthan. Das mit der Federkraft ist mir jetzt schlüssig.

    Doch ich hätte noch eine kleine Frage bezüglich der Gewichtskraft. Ich mache jetzt einfach mal ein Beispiel und hoffe, dass du (oder jemand anders) sagen kannst, ob es richtig ist.

    Ich wiege 73,2 kg. Könnte man also sagen, dass mein Gewicht(=Gewichtskraft?) (F_g=m*G | F_g=73,2*9,81) 718,092 Newton ist?

    Danke!

  • Ja, das kannst du.

    Als physikalischer Fachbegriff ist Gewicht ein Synonym für Gewichtskraft (umgangssprachlich ist das natürlich nicht so klar von der Masse getrennt).

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  • Hallo T-Sinus,

    Zitat

    Was ist dabei genau die Federkonstante? Ist es die Kraft die benötigt wird, um den Widerstand der Feder zu überwinden?


    Manchmal sagt man auch Federhärte dazu. Wie kräftig ist eine Feder? Eine Feder ist umso kräftiger, je weniger sie sich mit einer bestimmten Kraft F oder bei Belastung mit einem bestimmten Gewicht eindrücken läßt: x. Formelmäßig ausgedrückt [;D=\frac{F}{x};].

    So ganz nebenbei möchte ich allen Teilnehmern & Lesern ein gesundes 2011 wünschen!

  • Deine Kritik an dem Begriff Erdbeschleunigung ist unberechtigt, es handelt sich nämlich um die Fallbeschleunigung auf dem Planeten Erde.



    Sicher, dass mit Erdbeschleunigung nicht nur die Gravitationsbeschleunigung aufgrund der Wechselwirkungen der Massen gemeint ist?

    Ich verstehe das eher so, dass Erdbeschleunigung [TEX]\vec g_{grav}[/TEX] diejenige der Kraft [TEX]\vec F = m \cdot \vec g_{grav} = -G \frac{m_1\cdot m_2}{r^3} \vec r[/TEX] ist. Also nur aus dem Gravitationsgesetzt kommt.

    Bei einem Fall muss man aber mmn alle wirkenden Kräfte betrachten, und auf der Erde kommt dann im Allgemeinen noch ein Zentrifugalkraft anteil hinzu.
    [TEX]\vec F_{fall} = \vec F_{grav} - \vec F_{zentrifugal}[/TEX]
    bzw
    [TEX]\vec g_{fall} = \vec g_{grav} - \vec g_{zentrifugal}[/TEX]

    Klar kann man jetzt sagen, das [TEX]g_{zentrifugal}[/TEX] ist klein und es gilt: [TEX]g_{fall} \approx g_{grav}[/TEX]

    Aber wenn nach einem Unterschied gefragt ist, dann kann man ihn auch angeben.


    Zu dem Buchstaben/Zahlenwirrwar, da steht:
    [TEX]D=\frac{F}{x}[/TEX]

  • Sicher, dass mit Erdbeschleunigung nicht nur die Gravitationsbeschleunigung aufgrund der Wechselwirkungen der Massen gemeint ist?


    Die Definition lässt das offen. In dem allgemein verwendeten Mittelwert von 9,80665 m/s ist die Fliehkraft bereits enthalten, denn dieser Wert basiert nicht rein auf der Masse der Erde.

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  • Hallo!

    Ich befürchte, daß eine Messung / Mittelung über die Erdoberfläche mit solcher Präzision gar nicht möglich ist, sondern daß g = 9,80665 m/s² einfach nur eine internationale Festlegung (zum Beispiel als Bezugsgröße für entsprechende Messungen) ist und vielleicht auf irgendeinem Geoid -Modell basiert. mfG

    Einmal editiert, zuletzt von franz (30. Dezember 2010 um 22:57)