Rückstellkraft Fadenpendel?

Hi Leute,

In Physik haben wir gerade ein Experiment mit Protokoll auszuwerten. Die 4. Aufgabe des Blattes fordert einen Vergleich von Rückstellkräften, aber wie macht man sowas? Hilfe wäre wirklich lieb.

Danke vorab😊

Answer 1

[fjf100]

1) Die Gesamtenergie eines Schwingers (freie ungedämpfte Schwingung) ist konstant

Gesamrenergie=kinetische Energie+potenzielle Energie=Konstant

Eges=Ekin+Epot

Ekin=1/2*m*v² und Epot=m*g*h

Hinweis:Bei der ungedämpften freien Schwingung wird immer Energie von eine Form in eine andere Form umgewandelt.

Homogene lineare Differentialgleichung (Dgl) 2.Ordnung mit konstanten Koeffizienten

a*y´´+b*y´+c*y=0 dividiert durch a

y´´+b/a*y´+c/a*y=0 ist die Dgl der freien gedämpften Schwingung

ist a/b=0 Dämpfungskraftkoeffizient Dämpfungskraft Fd=k*v mit v=ds/dt=S´(t)=y´

bei der freien ungedämpften Schwingung (Fd=k*v=0) ergibt sich

y´´+c/a*y=0

in der Literatur entnimmt man y´´+wo²*y=0

wo=2*pi/T Kreisfrequenz (Winkelgeschwindigkeit) in rad/s (Radiant pro Sekunde)

T=Periodendauer (Zeit für die 2 Halbwellen,positive und negative Halbwelle)

1) Je nachdem,wo sich die Masse m befindet,hat sie einen bestimmten Bewegungszustand

1) Im Ruhepunkt ist die Geschwindigkeit maximal vmax=..

2) an den Umkehrpunkten ist die Geschwindigkeit NULL v=0 und die potenzielle Energie maximal Epot(max)=...

3) außerdem ändert sich in den Umkehrpunkten die Bewegungsrichtung

zu 2)

T=2*pi*Wurzel(l/g) also ist die Periodendauer T nur von der Länge l des Fadenpendels abhängig

zu 3)

Eine harmonische Schwingung ergibt sich,wenn man ein Autorad fest installiert und sich dieses um der Mittelpunkt dreht.

1) bei t=0 befindet sich das Ventil rechts neben dem Mittelpunkt

2) dann dreht sich das Autorad links herum in mathematisch positiven Sinn.

3) die Ventilstellung wird dabei in eine x-y-Koordinatensystem eingetragen.

Dieser Kurvenverlauf ist dann die harmonische Schwingung.

zu 4) und 5) Die Zeichnung kann ich nicht einsehen

harmonische Schwingungen führen aus:

1) Fadenpendel (Mathematisches Pendel)

2) Federpendel (Feder-Masse-System)

3) Drehfederpendel

4) Physisches Pendel (bei kleinen Ausschlägen (a)=5°-7°

Wenn der Pendelausschlag bei´m Physischen Pendel a>7° ,dann weicht die Bewegung von der harmonischen Schwingung ab.

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