Menu schließen

Mathematisches Pendel

Frage: Mathematisches Pendel
(4 Antworten)


Autor
Beiträge 3320
20
Hey bin hier gerade bei dem mathematischen Pendel mit der Funktion:

phi``(t) = -sin(phi(t))

mit x = phi und y = phi`

Habs schon in System erster Ordnung geschrieben.
Hab die sationären Punkte ausgerechnet. Nun war ich hier:

Sei: H(x,y) = -cos(x)+1/2y^2.

Zeige: Ist (x,y) eine Lösung des Systems, dann ist t->H(x(t),y(t)) konstant.

Bin über Ableitung gegangen, habe gezeigt, dass diese 0 ist und dann gefolgert dass es dann konstant sein muss.


Nun hänge ich hier:

Zitat:
e) Zum Beginn der Bewegung gelte x(0) = 0. Zeigen Sie: Ist der Anfangsschwung y(0) genügend klein, dann kommt es beim Pendel nicht zum Überschlag.


Und hier habe ich große Probleme. Denn das ist ja eigentlich schon etwas physikalisches. Ich stelle mir vor das bei der Funktion

H(x,y) = -cos(x)+1/2y^2

1/2y^2 als kinetische Energie interepretiert werden kann und -cos(x) als potentielle Energie. Doch hilft mir leider nicht wirklich viel. Vielleicht über die Extrema gehen und zeigen, dass für ein kleinen Anfangsschwung die Funktion nicht über den Extrema hinaus kommt?
Frage von shiZZle | am 10.12.2012 - 21:02


Autor
Beiträge 2737
102
Antwort von v_love | 10.12.2012 - 22:38
wenn du die aufgabe etwas mathematischer formuliert haben möchtest:
zeige: es existiert ein r aus R,
sodass für die lösung der AWA phi``(t)=-sin(phi(t)), phi(0)=0, phi`(0)=phi0` für alle phi0` aus (-r,r) gilt: bild(phi) teilmenge (-pi,pi).

setze y(0)=y0, und betrachte H(0,y(0))=const. (entlang von lösungen) -->y0²=2-2*cos(x(t))+y²(t) -->|y0|<2.


Autor
Beiträge 3320
20
Antwort von shiZZle | 10.12.2012 - 23:02
y0²=2-2*cos(x(t))+y²(t) -->|y0|<2

diese abschätzung kriege ich noch nicht hin. Habe auch 0<y0<2 aber habs anders gemacht. Wie kommst du von dem einen auf den anderen


Autor
Beiträge 2737
102
Antwort von v_love | 10.12.2012 - 23:05
gilt natürlich auch nur, wenn man verlangt, dass es keine überschläge gibt, dann ist im grenzfall nämlich x(t)=+-pi, y(t)=0.


Autor
Beiträge 3320
20
Antwort von shiZZle | 10.12.2012 - 23:31
ja klar, weil x(t) den Winkel und y(t) die Winkeländerung angibt. Nun ist mir klar, wie du vorgegangen bist. Ich hatte das mit Fällen gemacht und ausprobieren. Aber so ists natürlich schöner ;)

Verstoß melden
Hast Du eine eigene Frage an unsere Mathematik-Experten?

5 ähnliche Fragen im Forum: 1 passende Dokumente zum Thema:
> Du befindest dich hier: Support-Forum - Mathematik
ÄHNLICHE FRAGEN:
  • Mathematisches Rätsel
    Moin Moin, Ich habe ein mathematisches Rätsel entdeckt, bei dem ich einfach nicht weiterkomme. Man darf alle mathematischen ..
  • Mathematisches Zeichen
    Was bedeutet eigentlich n € N<---- sieht fast so aus :-) die letzten beiden bedeuten element der natürlichen zahlen oder ..
  • Wie lang ist das Pendel?
    http://images.onlinemathe.de/images/fragenbilder/images/f7bd60b0336710a44ea9986c86365428.jpg Kann mir einer bitte sagen wie..
  • Mathematischer Poetry Slam entwerfen!
    Mathematischer Poetry Slam Johann Wolfgang von Goethe, Erich Kästner, Gotthold Ephraim Lessing und viele andere große ..
  • rekursive und explizite gleichung
    hey leute:) ich versteh das ganze thema und nicht kann dann auch somit nicht die aufgabe lösen bitte helfen Ein Pendel ..
  • mehr ...
BELIEBTE DOWNLOADS: