physik/ Schwingungen?
Ich verstehe nix hier kann mir jemand die lösungen geben ?
Ein Physik Experte???
Ich habe eine Prüfung und ich muss diese Aufgabe können, aber unser Lehrer möchte keine Verbesserung geben
Was verstehst du denn nicht?
ich verstehe ab d) nichts mehr . Ich bekomme die ganze Zeit komische negative resultate ...
1 Antwort
Hi, ich lerne gerade fürs Physik Abi, hoffe ich kann dir da helfen....
Ich erkläre das jetzt anhand von dem ersten (linken) Graphen! Werte sind gerundet!
Also a) sieht doch schon mal gut aus. ymax = 2,4mm = 0,0024m
b) T hast du fast richtig abgelesen, aber du musst immer zwischen zwei "gleichen" Punkten messen! Also z.B. zwischen Nulldurchgang bei 0 μs und dem Nulldurchgang bei 480 μs (erst dieser, weil der in die gleiche Richtung, nach oben ist). --> Siehe Bild! Also ist die Periode T = 480 μs.
Stell dir da einfach immer ein Pendel vor: Du misst die Zeit, die es braucht, um einmal hin und wieder her zu schwingen.
c) ist dann einfach zu berechnen mit f = 1/T, weil du ja mit der Frequenz die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde angibst. f = 1/480 μs = 1/480*10−6s = 2083,3 Hz
d) Das Elongations-Zeit-Gesetz beschreibt, wie weit z.B. dein Pendel in welche Richtung (positiv oder negativ) ausgelenkt ist. Da du ja eine periodische Schwingung hast (die Funktion ähnelt stark der Sinusfunktion) können wir uns hier den Sinus zu Nutze machen:
y(t) = ymax * sin(ω*t) beschreibt das. In Worten: Die Auslenkung (Amplitude) y zur Zeit t ist: die max. Auslenkung mal den Sinus der Kreisfrequenz Omega ω mal der Zeit t.
du erhälst ω aus ω = 2π/T = 2π*f =2π * 2083,3 Hz = 13090,0 1/s
also gilt: y(t) = - 0,0024m * sin(13090 1/s * t)
Das Minus ist jetzt da, weil zuerst zum Zeitpunkt t = 0 nach unten ausgelenkt wird!
passt also!
e) ist das Geschw.-Zeit-Gesetz gefordert. Dieses lautet allgemein: v(t) = y'(t) also die Ableitung des Elongations-Zeit-Gesetzes:
y(t) = ymax * sin(ω*t) | ableiten
y'(t) = - ymax * ω * cos(ω*t)
y(t) = - 0,0024m * sin(13090 1/s * t) | ableiten
y'(t) = - 0,0024m * 13090 1/s * cos(13090 1/s * t)
f) hier ist nun das Beschleunigungs-Zeit-Gesetz gefordert, was die zweite Ableitung von y(t) ist, also die Ableitung von v(t), also:
a(t) = v'(t) = y''(t)
y(t) = ymax * sin(ω*t) | ableiten (sin wird zu cos, ω davor)
y'(t) = - ymax * ω * cos(ω*t) | ableiten (cos wird zu -sin, ω davor, zweimal - ergibt +)
y''(t) = ymax * ω^2 * sin(ω*t)
a(t) = 0,0024m * [13090 1/s]^2 * sin(13090 1/s * t)
g) Der Phasenwinkel ist das, was wir als ω*t beschrieben haben. Zum Zeitpunkt t = T/6 gilt also:
φ = ω*t = 2π*f*t = 2π*1/T*t
φ = 2π * 1/480 μs * 480 μs/6 = 1/3π
Damit sollten alle Aufgaben für (1) hoffentlich richtig gelöst sein. Für (2) kannst du das ja jetzt selber probieren!
Achte bitte immer darauf, dass du Werte wie 480 μs in die Grundeinheiten (also hier s) umrechnest, bevor du sie in den Taschenrechner eingibst! Die griechischen Buchstaben (wie μ) kann man immer auch als Zehnerpotenzen schreiben:
1 μs ist z. B. = 1 * 10^-6 s
Also ich meine damit warum haben wir ab dem punkt a) nicht mit phi gerechnet zb. y(t)= ymax•sin(w•t+phi)
Könnte man denke ich auch. Dann wäre phi +π groß, also eine halbe Phase verschoben. Kannst du so machen.
wären die Resultate dann gleich oder ? Ändert es etwas?
ich verstehe nicht wirklich, wann wir phi in einer Formel benutzen und wann nicht ... haben Sie eine Antwort eventuell?
@Nico3748 Beim Diagramm 2) beim d) e) und f) brauchen wir eine Phi weil wir eine Phasenverschiebung haben , aber wie viel wäre phi dann ?
Eine Periode kannst du als T schreiben, oder aber als 2 Pi. Das heißt, wenn du z.B. um eine Viertelperiode verschiebst, ist dein Phasenwinkel Phi = 1/4 * 2 Pi also = 1/2 Pi.
Dabei geht man immer von der Sinusschwingung aus, also gibst du mit Phi an, wieweit quasi der Anfangspunkt im Vergleich zum normalen Sinus (der bei 0 anfängt und nach oben geht) verschoben ist.
Danke !!! Nur eine Kurze Frage : Warum benutzen wir hier den phi nicht ? Weil wir eine schwingung haben dir von unten anfängt...