Verformungsenergie Rechner

Mit diesem Verformungsenergie-Rechner kannst du ganz einfach die potenzielle Energie einer Feder bestimmen, wenn sie gedehnt oder gestaucht wird. Lies weiter, um ein besseres Verständnis dieses Konzepts zu bekommen, einschließlich einer Definition der Verformungsenergie und eines Berechnungsbeispiels. Sieh dir auch unseren Potenzielle Energie Rechner an!

Stell dir eine einfache Schraubenfeder vor. Du kannst sie zusammendrücken oder dehnen (bis zu einem gewissen Grad, natürlich). Dazu musst du allerdings eine gewisse Arbeit verrichten – oder anders gesagt, du musst ihr Energie zuführen. Diese Energie wird dann in der Feder gespeichert und freigesetzt, wenn sie in ihren Gleichgewichtszustand (die ursprüngliche Form und Länge) zurückkehrt. Denk daran, dass die Verformungsenergie immer positiv ist.

Die Verformungsenergie wird auch elastische potenzielle Energie genannt, aber wieso? Du kannst es dir so vorstellen: Die Feder gibt die Energie nicht sofort ab (im Gegensatz zu der Energie, die wir im Kinetische Energie Rechner beschrieben haben), sondern hat das Potenzial, dies zu tun.

Vergiss nicht, dass du eine Feder nicht bis ins Unendliche zusammendrücken oder dehnen kannst und erwarten kannst, dass sie in ihre ursprüngliche Form zurückkehrt. Wenn du ihre Elastizitätsgrenze erreicht hast, wird sie dauerhaft verformt.

Unser Rechner für die Verformungsenergie verwendet die folgende Formel:

wobei:

• $k$ – Federkonstante. Sie ist eine Proportionalitätskonstante, die das Verhältnis zwischen der Belastung (Verformung) in der Feder und der Kraft, die sie verursacht, beschreibt. Bei Rotationskräften ist jedoch die Rotationssteifigkeit von Interesse – mehr Details dazu findest du im Rotationssteifigkeit Rechner 🇺🇸. Der Wert der Federkonstante ist immer real und positiv. Die Einheiten sind Newton pro Meter;
• $\Delta x$ – Verformung (Dehnung oder Stauchung) der Feder, ausgedrückt in Metern; und
• $U$ – elastische potenzielle Energie in Joule.

Probiere den Hookesches Gesetz Rechner 🇺🇸 aus, wenn du auch die Kraft in der Feder berechnen möchtest.

Befolge diese Schritte, um den Wert im Handumdrehen zu finden!

1. Bestimme die Federkonstante $k$. Wir können von einer Feder von $k = 80 \ \mathrm{N/m}$ ausgehen.
2. Entscheide, wie weit du deine Feder dehnen oder stauchen möchtest. Nehmen wir an, dass wir sie um $x = 0,\!15 \ \mathrm m$ stauchen. Beachte, dass die ursprüngliche Länge der Feder hier nicht wichtig ist.
3. Setze diese Werte in die Formel für die Spannenergie ein: $U = \frac{1}{2} k \Delta x^2$.
4. Berechne die Energie. In unserem Beispiel wird sie gleich $U = 0,\!5 \cdot 80 \cdot 0,\!15^2 = 0,\!9 \ \mathrm J$ sein.
5. Du kannst die Werte auch direkt in den Verformungsenergie-Rechner eingeben und dir so etwas Zeit sparen :)

Die potenzielle Energie ist eng mit der Arbeit verbunden. Beide physikalischen Größen haben sogar die gleichen Einheiten. Letzteres kannst du mit unserem Mechanische Arbeit Rechner herausfinden. Probiere ihn unbedingt aus!