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Berechnung der Arbeit beim Verdrillen einer Torsionsfeder?

Hallo liebe Physik-Expertinnen und -Experten!

Ich habe in meinen Physik-Übungen eine Frage gefunden, auf die ich bisher auch nach längerer Suche keine Antwort finden konnte:

Gegeben sei eine Torsionsfeder mit einer Federkonstante von 2 N / Grad. Diese wird um 180° gegenüber der Ruhelage verdrillt. Welche Arbeit war dazu notwendig?

Bei einer normalen Hookschen Feder kann ich den nötigen Energiebetrag ja einfach über die Spannenergie E = 1/2*k*x² berechnen. Nun habe ich auf einer Internetseite den Hinweis gefunden, man solle bei der Torsionsfeder einfach die quadratische Auslenkung x² durch den Winkel ins Quadrat ersetzen.

Daraus würde ja die Gleichung E = 1/2*k*WInkel² folgen...

Wenn diese Formel richtig sein sollte: Muss ich dann den Winkel von 180° einsetzen oder diesen zunächst in das Bogenmaß umwandeln und hat trägt Ergebnis tatsächlich auch die Einheit Joule?

Für eine Antwort wäre ich sehr dankbar.

Update:

Danke erst einmal für die schnelle Antwort, "funship"! Dass die Formel so nicht richtig sein kann, habe ich schon vermutet. Allerdings finde ich auch keine Formel, mit der ich die Aufgabe sonst berechnen könnte. Die Strecke um die die Feder gedreht wird kann ich nicht berechnen, da der Durchmesser nicht angegeben ist und das Direktionsmoment, welches ich anstatt des Winkels in die obrige Formel einsetzen könnte, ist nicht gegeben (sondern eben nur die Federkonstante mit der Einheit N / Grad). Hat zufällig jemand eine Ahnung, welche Formel hier verwendet werden könnte?

Update 2:

Auch wenn ich Dir für die Beantwortung der Frage dankbar bin, "funship", finde ich die Art und Weise, mit der dies geschehen ist in höchstem Maße unangemessen! Ich habe niemals darum gebeten, eine Lösung für die Aufgabe "vorgesungen" zu bekommen und wenn der seltene Fall eintritt, dass ich eine Aufgabe in ein Frageforum poste, kannst Du mit Sicherheit davon ausgehen, dass dem eine längere Suche mit VIEL Mühe vorausgegangen ist! Wenn Du nun also so ein Genie bist und die Formel, nach der ich mehrere Stunden gesucht habe, auf Anhieb findest, gratuliere ich zu Leistung, bitte jedoch darum, mir dennoch keine Vorträge über den richtigen Umgang mit dem Internet zu halten!!

2 Antworten

Bewertung
  • vor 7 Jahren
    Beste Antwort

    Guck mal bei gutefrage.net, da hat jemand eine gute Antwort auf deine Frage dort gegeben.

    http://www.gutefrage.net/frage/wie-berechne-ich-di...

    Quelle(n): Google
  • Anonym
    vor 7 Jahren

    Das kann überhaupt nicht funktionieren, weil Winkel nun mal keine Längenmaße sind. Such die richtige Formel für deine Aufgabe, und schon funktioniert's.

    ps: Zu meiner Zeit hatte man eine Formelsamlung, in der sowas drinstand. Heute gibt's was besseres, nämlich das Internet. Man muss bloß vielleicht etwas mehr Mühe (oder lateinisch: studium) aufwenden, als nur die erste Seite der Google-Ergebnisse anzuschauen.

    Da hast du: http://www.mitcalc.com/doc/springs/help/de/springs...

    Wenn dir das nicht reicht: Vorsingen werde ich's dir nicht.

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