Algorithmen zur Dynamik im Zeitbereich

2.2 Federkräfte

Wird ein elastisch gehaltener Körper aus seiner Ruhelage ausgelenkt, so werden Rückstellkräfte F2 hervorgerufen, die bei kleinen Auslenkungen und elastischen Ma-terialgesetz (Hooke) proportional zur Auslenkung u2 sind. Der Proportionalitätsfaktor ist die Federsteifigkeit s.


Mehrere Federn können durch eine Einzelfeder ersetzt werden. Hierbei ist zwischen parallel und hintereinander geschalteten Federn zu unterscheiden.

2.2.1 Parallelschaltung von Federn

Bei parallel geschalteten Federn summieren sich die Federsteifigkeiten der einzelnen Federn.


Wenn wir an zwei parallel hängenden Federn eine Masse m befestigen, beobachten wir, dass die Auslenkung u lediglich halb so groß ist, wie bei einer Feder gleicher Federsteifigkeit. Wir können auch sagen, dass die beiden parallelen Federn sich wie eine Feder verhalten, die die doppelte Federsteifigkeit 2 s hat.

2.2.2 Reihenschaltung von Federn

Im Fall der Reihenschaltung greift an jeder der beiden Federn F an. Jede der Federn wird also gemäß dem Hookeschen Gesetz um u=F/sges ausgelenkt. Die Gesamtauslenkung beträgt

Die Federsteifigkeiten sind also bei Reihenschaltungen reziprok zu addieren.