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Federschwinger

Frage: Federschwinger
(19 Antworten)

 
Hallo Leute,

ich brauche mal ein bisschen Hilfe in Physik.
Es ist die letzte mehrerer Teilaufgaben. In den anderen wurde die Federkonstante D = 25 N/m und die Schwingungsdauer T = 0,88 s ausgerechnet.

Hier also die Aufgabe:

An einer Schraubenfeder hängt ein Körper mit der Masse m = 0,5 kg. Die Feder wird dadurch um s = 20 cm ausgelenkt. Außerdem ist g = 10 m/s².

Wie groß sind die maximale Geschwindigkeit (V-max) und die maximale Beschleunigung (A-max)?

Ich brauche die Formeln!

Wäre nett, wenn ihr mir helfen könntet! :)

Gruß
Roman
GAST stellte diese Frage am 20.06.2007 - 21:09

 
Antwort von GAST | 20.06.2007 - 21:47
Leute, bitte.


Ich habe mir überlegt, dass die maximale Geschwindigkeit am dem Ort abzulesen ist, an welchem die Ursprungslage durchlaufen wird.

Aber ich brauche da dringend Formeln für!

Ich schreibe am MO eine Physikklausur über das Thema!


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Antwort von dh09 (ehem. Mitglied) | 20.06.2007 - 21:50
steht doch im Tafelwerk... die größte geschwindigkeit ist im "Nullpunkt" und die größte Beschleunigung ist im maximalen Auslenkungspunkt...

Weiß nur grad nich, wo mein TW ist... SRY^^

 
Antwort von GAST | 20.06.2007 - 21:57
Also:

V-max = Liegt im Ursprungspunkt
A-max = Liegt in der Amplitude

Okay, das ist schonmal gut, aber was sind jetzt die Formeln. Ich habe leider nur so eine vergammelte Formelsammlung! >.<


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Antwort von dh09 (ehem. Mitglied) | 20.06.2007 - 22:01
ich kram am besten mal mein Physikhefter raus^^ wart einfach mal kurz...


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Antwort von dh09 (ehem. Mitglied) | 20.06.2007 - 22:06
Also...
y=momentane Auslenkung
v=Geschwindigkeit
a=beschleunigung
t=verstrichene Zeit
ý=maximale auslenkeng
w=Omega

y=ý*sin(wt)
erste Ableitung für Geschwindigkeit
--> dy/dt=v=ý*w*cos(wt)
zweite Ableitung für Beschleunigung
--> d²y/dt²=a=-ý*w²*sin(wt)

jetz nur noch für w=2pi einsetzen f=1/T

T=2pi*wurzel(m/D)

das richtige t einsetzen und du hast das ergebnis:D

Hoffe es hilft^^

 
Antwort von GAST | 20.06.2007 - 22:09
Dankeschön. :)

Ich werde es mir zu Gemüte führen! ;)


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Antwort von dh09 (ehem. Mitglied) | 20.06.2007 - 22:10
Edit: w=2*pi*f... die Frequenz nich vergessen!

 
Antwort von GAST | 20.06.2007 - 22:12
Aber gilt das auch für das FEDERpendel?


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Antwort von dh09 (ehem. Mitglied) | 20.06.2007 - 22:15
ja sicher... hab ich zumindest immer so gemacht im Physik-LK... glaub ich^^ Müsste so stimmen... was hasten raus? WEnns dir zu abwegig vorkommt, muss ich mir was neues einfalln lassen XD

 
Antwort von GAST | 20.06.2007 - 22:17
Ich versuch`s eben... mom :)


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Antwort von dh09 (ehem. Mitglied) | 20.06.2007 - 22:22
stopp mal... in der Aufgabe steht doch gar nichts von schwingen...da steht doch blos, dass die Feder durch das gewicht um 20 cm ausgelenkt wird...also, würd jetz spontan sagen, dann ist v und a = 0...

 
Antwort von GAST | 20.06.2007 - 22:26
Hmm... wenn dem so ist, müsste in der Rechnung das ja auch rauskommen, oder?


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Antwort von dh09 (ehem. Mitglied) | 20.06.2007 - 22:28
naja, die maximale Auslenkung is ja null, weil die Feder ja blos durch das gewicht ausgedehnt wird. d.h. es gibt keine Rechnung...steht ja blos da, dass das Gewicht die Feder auseinanderzieht, außer du hast uns einen Teil der Aufgabenstellung vorenthalten...

 
Antwort von GAST | 20.06.2007 - 22:34
Nene, ist schon richtig. Ich habe da auch jetzt bei der Geschwindigkeit = 0 raus. Da die Zeit = 0 ist, haben wir in der Klammer immer das Ergebnis Null. Und weil wir zwischen den einzelnen Werten immer Multiplikationen haben, wird, wenn einer der Faktoren gleich 0 ist, alles Null.
Somit sind die Geschwindigkeit und die Beschleunigung = 0.

Das einzige, was man sagen könnte, ist, dass die Erdbeschleunigung (g = 9,81 m/s²) ebenfalls auf das Federpendel wirkt, dies aber hier nicht in die Rechnung mit einbezogen wurde.

Ist das alles soweit richtig formuliert? ^^


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Antwort von dh09 (ehem. Mitglied) | 20.06.2007 - 22:37
ja, dann stimmts soweit, aber das is sicher nich das was dein lehrer hören will XD Aber wenn er so komische aufgaben stellt... Hast aber jetz wenigstens das prinzip verstanden?!? Weil dadrum gehts ja eigentlich^^ Brauchst halt nur die Grundgleichung und dann musste die Ableiten können:D Und n ordentliches Tafelwerk wär auch nich schlecht! ! !

 
Antwort von GAST | 20.06.2007 - 22:48
Das Tafelwerk wollte ich mir sowieso noch holen, weil ich auch Physik LK habe und es aus diesem Grund hilfreich sein wird! :)

Das Problem bei unserem Lehrer ist, dass er nicht besonders begabt darin ist, Sachen zu erklären, was im Fach Physik unabdingbar ist. Die Klausuren sind dafür aber nicht allzu kompliziert. ^^
Deswegen denke ich, dass ihm die Rechnung und letztendlich folgende Schlussfolgerung plus Begründung reichen wird! :)

Ich hätte da noch eine kleine Frage, die geht aber schneller zu lösen! ^^

Aufgabe:

Das Pendel wird zusätzlich um s = 5 cm ausgelenkt und dann sich selbst überlassen. Warum entsteht eine Schwingung?

Antwort:

Ich würde jetzt sagen, dass das mit der Gewichtskraft F, der Elastizität der Feder, und der Erdanziehungskraft g zu tun hat. Die Erdanziehungskraft zieht das Gewicht herunter und die elastische Feder zieht es wieder nach oben sofern das herunterziehende Gewicht nicht allzu schwer ist.

Aber eine bessere Erklärung habe ich auch nicht.
Fällt dir nochwas ein? ^^

 
Antwort von GAST | 20.06.2007 - 22:49
Nachtrag: Durch den Luftwiederstand wird die Schwingung abgedämpft und kommt letztendlich zur Ruhe!


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Antwort von dh09 (ehem. Mitglied) | 20.06.2007 - 22:53
also... die schwingung entsteht, weil es immer eine Kraft gibt(Kraft durch die Federkonstante) die der Richtung des Körpers entgenwirkt (Gestreckte Feder will sich zusammenzihen und zusammengezogene wieder dehnen) Da der körper träge ist und somit dieser Kraft entgegnwirkt, entsteht eine schwingung, welche durch äußere Einflüsse gedämpft wird. Hat an sich mit der Gewichtskraft(=ERdanziehung) nur begrenzt zu tun^^


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Antwort von dh09 (ehem. Mitglied) | 20.06.2007 - 22:55
edit...erdanziehungskraft...g=erdbeschleunigung(m/s²)

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