Physik Federpendel -> Schwingungsdauer?
Halloo,
ich habe zwei fragen zu Physik und hoffe, dass ihr sie mir erklären könnt, da ich im Internet keine Antworten dazu finde und selber nicht weiß, wie es ausgerechnet wird.
Federkonstante: 50N/cm und Masse 500g
a) wie lautet die Schwingungsdauer von dem Federpendel
und b) wie und warum würde sich diese Schwingungsdauer auf dem Mond ändern?
Vielen Dank schonmal für alle Mühe!!!
LG
2 Antworten
Die Eigenfrequenz lautet ω = 2π/T. Dabei ist T die Periodendauer. Auch gilt ω = Wuzel(D/m).
Gleichsetzen: 2π/T = Wuzel(D/m)
Nach T auflösen: T = 2π / ( Wuzel(D/m) ) = 0,0628 s.
Zu (b): Durch die kleinere Konstante der Garvitationsbeschleunigung (g) auf dem Mond ändert sich die Gewichtskraft F_G und daher auch die Federkonstante D (beide werden kleiner). Demnach wird T auf dem Mond größer.
ω ist hier die Eigenfrequenz des Pendels (normalerweise als ω_0 bezeichnet, aber ich wollte hier Platz sparen). Das ist das, was in der Sinusfunktion auch auftaucht (also ...sin(ωt)).
Wurzel(D/m) bedeutet „Quadratwurzel aus dem Bruch D/m“. D ist die Federkonstante.
Zu (b): Durch die kleinere Konstante der Garvitationsbeschleunigung (g) auf dem Mond ändert sich die Gewichtskraft F_G und daher auch die Federkonstante D (beide werden kleiner). Demnach wird T auf dem Mond größer.
Das solltest du dir nocheinmal überlegen. F = Ds muss nicht durch Schwerkraft erzeugt sein.
Naja, wenn die Feder senkrecht zur Mondoberfläche ausgerichtet ist, hat man m*g = D*y (in Ruhe).
Dann wäre mg kleiner als auf der Erde, die Veränderung der Federlänge auch und D genauso groß wie auf der Erde.
Du könntest das Federpendel auch im schwerelosen Raum schwingen lassen, die Schwingungsdauer wird nur durch Federhärte und Trägheit der Masse bestimmt, und die sind überall gleich.
b) D = F/s, die Kraft, die benötigt wird, um die Feder zusammenzudrücken hängt nicht von der Schwerkraft ab. Und m bleibt sowieso gleich.
Danke schön sehr Hilfreich!! Aber eine kleine Frage was ist ω ? und was ist Wuzel(D/m)? Also as D?