Rechner für die potentielle Energie einer Feder
Ermitteln Sie die in einer Feder gespeicherte elastische potentielle Energie aus ihrer Federkonstante und der Strecke, um die sie gedehnt oder zusammengedrückt wird.
N/m
m
J
Energy stored in the spring
- 1
Displacement squared (x²)
0,1² = 0,01 - 2
k × x²
200 × 0,01 = 2 - 3
Elastic PE = ½ × k × x²
½ × 2 = 1
Wie funktioniert dieser Rechner?
Die in einer Feder gespeicherte elastische potentielle Energie ist PE = ½·k·x², wobei k die Federkonstante (N/m) und x die Auslenkung aus der Ruhelage (m) ist. Geben Sie zwei der Werte k, x und PE ein, um den dritten zu bestimmen. Die Energie ist in Joule und stets nicht-negativ, da die Auslenkung quadriert wird.
Formel
How this is calculated
Eine Feder, die dem Hookeschen Gesetz gehorcht, speichert eine elastische potentielle Energie gleich PE = ½·k·x², wobei k die Federkonstante in Newton pro Meter (N/m) und x die Auslenkung in Metern (m), gemessen von der natürlichen, ungedehnten Länge, ist. Die Energie wächst mit dem Quadrat der Auslenkung, sodass eine Verdopplung der Dehnung die gespeicherte Energie vervierfacht.
Geben Sie zwei der drei Größen ein und lassen Sie die dritte leer, um sie zu bestimmen. Mit k und x gibt der Rechner PE direkt zurück. Aus PE und k löst er x = √(2·PE / k); aus PE und x löst er k = 2·PE / x². Die Rückstellkraft bei der eingegebenen Auslenkung, F = k·x, wird ebenfalls angegeben.
Annahmen: Die Feder ist ideal und linear (konstantes k) und wird nicht über ihre Elastizitätsgrenze hinaus gedehnt. Die Auslenkung darf positiv (Dehnung) oder negativ (Stauchung) sein; da x quadriert wird, ist die Energie stets nicht-negativ. Negative Federkonstanten oder negative Energien sind physikalisch ungültig und werden zurückgewiesen, ebenso das Lösen nach k bei x = 0.
Häufige Fragen
Weil PE von x² abhängt, dem Quadrat der Auslenkung. Das Dehnen oder Stauchen um dieselbe Strecke speichert dieselbe elastische potentielle Energie.
Verwenden Sie die Federkonstante in Newton pro Meter (N/m) und die Auslenkung in Metern (m). Das Ergebnis ist dann in Joule (J). Rechnen Sie Zentimeter vor der Eingabe in Meter um.
Stellen Sie die Formel zu k = 2·PE / x² um. Geben Sie die Energie und die Auslenkung ein, lassen Sie k leer, und der Rechner gibt die Steifigkeit zurück.
Auch bekannt als
TG we-Calculate Editorial Team. (2026). Rechner für die potentielle Energie einer Feder [Online calculator]. TG we-Calculate. https://we-calculate.com/de/calculator/spring-potential-energy-calculator
TG we-Calculate Editorial Team. "Rechner für die potentielle Energie einer Feder." TG we-Calculate. 2026. https://we-calculate.com/de/calculator/spring-potential-energy-calculator.
TG we-Calculate Editorial Team, "Rechner für die potentielle Energie einer Feder," TG we-Calculate, 2026. [Online]. Available: https://we-calculate.com/de/calculator/spring-potential-energy-calculator
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