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Um auf die Frequenz/Schwingungsdauer der Schwingung zu kommen, wird der Zusammenhang zwischen rücktreibender Kraft und Auslenkung aus der Ruhelage benötigt.
Bezeichnet y die Auslenkung aus der Ruhelage, gilt für die rücktreibende Kraft
Die Bewegungsgleichung für den Schwinger lautet also
Damit ergibt sich die Frequenz und die Schwingungsdauer der Schwingung genau gleich wie bei einem Federschwinger mit Masse m und Federkonstante k.
Bei c) kannst Du die gesamte Energie der Schwingung
gleich der kin. Energie beim Nulldurchgang setzen (ymax=Amplitude).
Bei e) überlegen, ob die rücktreibende Kraft über den gesamten Bereich der Schwingung linear zur Auslenkung ist.
Das ist halt eine einfache Aufgabe, und man muss etwas "pragmatisch" vorgehen... wenn keine Viskosität angegeben ist und nichts von Dämpfung steht, muss sie auch nicht beachtet werden. Bei der Form des Schwimmers und nicht laminarer Strömung wäre sie nicht mal einfach zu behandeln. Man müsste auch den Luftdruck berücksichtigen, denn der reduziert etwas die rücktreibende Kraft...
Ich sage nicht das es notwendig ist es zu berechnen, ich würde es nur am Rande anmerken.
Ja, einverstanden, hätte ich vielleicht noch schreiben sollen. Nur müsste man dann bei jeder Bremsstrecke-Aufgabe etc. erwähnen, dass der Luftwiderstand und und und... nicht berücksichtigt wird;-)
Wichtig wäre hier noch anzumerken, dass die Dämpfung hier nicht berücksichtigt wird, die im Realen Fall auftritt.