Hooke'sches Gesetz und Gummiband

Wissenschaft Physik
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Hallo!

Wir haben in der Schule das Hooke’sche Gesetz angesprochen. Dabei haben wir aufgeschrieben, dass viele, aber nicht alle elastischen Körper dem Hooke’schen Gesetz gehorchen. Als Beispiel für einen Körper, der ihm nicht gehorcht, haben wir das Gummiband genannt. Nun weiss ich leider nicht mehr, inwiefern und warum es ihm nicht gehorcht. Beim Gummiband gilt doch auch, dass je größer die einwirkende Kraft ist, desto größer auch die Dehnung ist!?

Liegt der Knackpunkt bei der Federhärte? Ist beim Gummiband „F direkt proportional zu s“ kein linearer Verlauf?

Gruß
heiseline

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Hi heiseline,

das Gummiband ändert bei Dehnung seinen Querschnitt.

Gruß Ralf

3

Dumme Frage
Hi drambeldier,

Danke erst mal für die schnelle Antwort!

Aber jetzt hab ich schon noch eine dumme Frage: Und was macht dass dann, dass das Gummiband den Querschnitt ändert?

Gruß
heiseline

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Aber jetzt hab ich schon noch eine dumme Frage: Und was macht
dass dann, dass das Gummiband den Querschnitt ändert?

diese Frage ist nicht dumm, aber unklar formuliert: Willst Du jetzt wissen, warum das so ist oder was es bewirkt? Na ja, machen wir halt beides: Gummi hat keine Struktur, also auch keine Vorzugsrichtung. Deshalb wird der Querschnitt kleiner, damit verkleinert sich die Kraft, die zum Strecken nötig ist. Das geht dann so lang, bis die Streckgrenze erreicht wird, von da an wird’s dann annähernd linear. Und nach fest kommt ab.

Gruß Ralf

5

Ich wollte wissen, was das bewirkt! Jetzt hab ich’s kapiert!

Vielen vielen Dank!!!

Gruß
heiseline

6

Uns habense in der Schule gesagt, daß beim Biegen, Strecken usw. von Metalldraht dessen Moleküle ihre Lage zueinander verändern, also sozusagen aneinander rutschen. Das ist physikalisch ein einfacher Vorgang und darum proportional. Im Gummiband, das gedehnt wird, sind die Moleküle aneinandergeklebt oder fest verhakt, und daher werden die einzelnen Moleküle selbst gedehnt. Das ist ein total andersartiger Vorgang, und der Dehnungswiderstand baut sich aus komplizierten innermolekularen Bindungskräften aus, weswegen er nicht linear mit der Zugkraft proportional ist.

Gruß

Pavel

7

Hallo!

Hi!

Wir haben in der Schule das Hooke’sche Gesetz angesprochen.
Dabei haben wir aufgeschrieben, dass viele, aber nicht alle
elastischen Körper dem Hooke’schen Gesetz gehorchen.

Also erstmal kurz zum Hookschen Gesetz: Im Hookschen Bereich (also da, wo man das Gesetz anwenden kann) wird reversibles Verhalten beschrieben, also JEDER Werkstoff, bei dem man Gesetz anwendet hat zwangläufig in dem Bereich elastisches Verhalten. Über Hook bestimmt man dann ja auch den E-Modul (Elastizitätsmodul).

Als Beispiel für einen Körper, der ihm nicht gehorcht, haben wir
das Gummiband genannt. Nun weiss ich leider nicht mehr,
inwiefern und warum es ihm nicht gehorcht. Beim Gummiband gilt
doch auch, dass je größer die einwirkende Kraft ist, desto
größer auch die Dehnung ist!?

Richtig, je größer die Kraft, desto größer die Dehnung - logisch.
Bei Hook muss diese Beziehung aber proportional sein!!

Liegt der Knackpunkt bei der Federhärte? Ist beim Gummiband „F
direkt proportional zu s“ kein linearer Verlauf?

Beim Gummiband handelt es ich um ein (ich will jetzt mal etwas übertreiben) ein riesiges Molekül, denn alle Polymerketten in dem Kunststoff sind chemisch miteinander verbunden. (Also nicht wirklich zu vergleichen mit Metallen etc.)
Das heisst, dass ein „Abgleiten“ gar nicht möglich ist. Du ziehtst also diese Maschen zwischen den Verknppfungspunkten auseinander und irgendwann reißt die Geschichte. Schon am Anfang und schon gar nicht bis zum Zerreißen liegt ein linearer Zusammenhang vor! Da spielen schwer zu beschreibenden Dinge wie Entropie und Enthalpie ne Rolle…

Diese Querschnittänderung, die „dranbleiber“ weiter unten beschrieben hat, hat damit nix zu tun! Die von ihm erwähnte Querschnittsänderung hat zwar Einfluss auf das Spannungs-Dehnung-Diagramm, aber nicht hat nichts mit dem elastischen Verhalten zu tun…

„elastisch“ heisst ja nix anderes als: ich stecke Energie in etwas rein und kriege die gleiche Menge Energie zurück! Natürlich is das immer idealisiert, aber beim Gummi hat halt das Material einen starken Drang, den Urspungszustand wieder zu erreichen als andere Materialien…

Gruß

schöne Grüße zurück

heiseline

ralle

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Vielen Dank für die Antworten
Jetzt ist mir die ganze Sache klarer! Vielen vielen Dank1

Schönen Sonntag
heiseline

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Deshalb wird der Querschnitt kleiner,

damit verkleinert sich die Kraft, die zum Strecken nötig ist.
Das geht dann so lang, bis die Streckgrenze erreicht wird, von
da an wird’s dann annähernd linear. Und nach fest kommt ab.

naja, ohne dass ich jetzt rumstreiten will, aber kleiner wird die kraft sicher nicht, sonst wuerde sich die bewegung um 180 grad aendern. sie wird nur nicht groesser wie bei metall.

hab schon gummis gesehn, die sich plastisch verformt haben, kurz bevor sie rissen. nur ist der bereich der plastischen verformung so gering, dass man fingerspitzengefuehl braucht, um es herauszufinden.

mfg
rene