Frage von KateGreen85, 91

Geschwindigkeit am Federpendel?

Wie berechne ich die maximale Geschwindigkeit an einem pendel ?😢

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 49

Stichwort »Pendel«: Streng gültig ist die Formel mit sin(ωt) oder cos(ωt) bei einem Federpendel, wo mit der Federkonstanten D und der Auslenkung x die Hook'sche Regel
F= m*d²x/dt²= –Dx(t)
gilt.
Bei einem Fadenpendel gilt sie nur näherungsweise für kleine Auslenkungswinkel φ, da für sie die Rückstellkraft annähernd ~φ ist; tatsächlich ist sie ~sin(φ) wie die Hangabtriebskraft auf einer schiefen Ebene, und das führt nicht zu sin(ωt) .

Expertenantwort
von TomRichter, Community-Experte für Physik, 50

Du weisst (oder rätst), dass die maximale Geschwindigkeit im Nulldurchgang vorliegt, also bei der Auslenkung, bei der das Massestück in Ruhe wäre, wenn Feder und Gravitation gleichstark an ihm ziehen.

Du erinnerst Dich an die Energieerhaltung. Jetzt brauchst Du nur im oberen Umkehrpunkt die Summe aus potentieller und Spannenergie berechnen - wenn Du diesen als Nullpunkt für die Feder nimmst, ist die Spannenergie hier Null.

Dieselbe Berechnung im Nulldurchgang. Die Differenz zu vorhin liegt als kinetische Energie vor.

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