Physikaufgabe Feder?

1 Antwort

  1. Möglichkeit über die "frei ungedämpfte Schwingung"

Ruhelage des pendels ermitteln

Grwichtskraft=Federkraft ergibt Fg=Ff

m*g=D*s ergibt s=m*g/D=3kg*9,81m/s^2/100(N/m)=0,2943m vom obersten Punkt

S(t)=a*sin(w*t) wenn bei t=0 S(0)=0 sein soll

unterste Auslenkung Su=0,5m ergibt a=0,5-0,2943m=0,2057m

w=Wurzel(D/m)=Wurzel(100/3)=5,773..rad/s

siehe Physik-Formelbuch "Federpendel"

s(t)=0,2057 *sin(5,773*t) abgeleitet

S´(t)=V(t)=5,773*0,2057*cos(5,773*t)

V(t)=0,8m/s

t=arccos(0,8/(5,773*0,2057)/5,773

damit hast du die Zeit t =.. bezüglich des Ruhepunktes bei S(0)=0

Du kannst auch die Formel S(t)=a*cos(w*t) wenn bei t=0 also S(0)=maxial ein soll

verwenden.

  1. Möglichkeit geht über den Energieerhaltungssatz

Wir legen die Bezugsebene für Epot an die unterste Stelle des Pendels

hier gilt dann Wf+Epot+Ekin=m*g*h mit h=0,5 m

Epot=0 und Ekin=0

Wf=1/2*D*h^2=m*g*h

nun zeichnen wir eine Ebene bei s ein Bei s ist V=0,8 m/s

hier gilt Wf+Epot+Ekin=m*g*h

1/2*D*(h-s)^2+m*g*s=m*g*h mit h=0,5m

dies führt wegen (h-s)^2=... zu einer Parabel 0=x^2+p*x+q

in dieser Gleichung ist nur s unbekannt .

D,h,m und g sind bekannt ,also lösbar

Die Rechnerei ist mit hier zu viel

Den rest schaffst du selber.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert