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[quote="luk9like"][b]Meine Frage:[/b] Ich komme bei folgender Aufgabe nicht weiter: Zwei mathematische Pendel schwingen mit den Frequenzen 30Hz und 40 Hz. Sie haben zum Zeitpunkt t=0 einen gemeinsamen Nulldurchgang und sind in Phase. a) Nach welcher Zeit t tritt diese Situation( Gleiche Phase beim Nulldurchgang) das erste mal wieder auf? b) Nach welcher Zeit t haben die beiden Pendel erstmalig eine gleich große Auslenkung? [b]Meine Ideen:[/b] Ich denke mal ich muss beide Pendel gleichsetzten aber ich weiß nicht welche Formel ich mit den gegebenen Werten verwenden kann.[/quote]
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Myon
Verfasst am: 17. Jan 2017 19:42
Titel:
Ich hab's oben etwas zu wenig genau geschrieben.
Zu a) Damit beide Pendel bei gleicher Phase den Nulldurchgang haben, muss nicht nur gelten
,
sondern - damit beide Pendel die gleiche Phase haben - entweder
wobei
natürliche Zahlen sind. Beide Bedingungen sind aber gleichbedeutend mit (einfach in beiden Fällen die Gleichungen voneinander subtrahieren)
.
Beim ersten gleichphasigen Nulldurchgang ist n=1.
Zu b) Im Folgenden wird vorausgesetzt, dass die Amplituden der beiden Pendel gleich sind. Dann sind die Auslenkungen der beiden Pendel gleich, wenn gilt
Dies ist gleichbedeutend mit
Ist die 2. Bedingung erfüllt, nehmen die beiden Sinusfunktionen denselben Wert an, da allgemein gilt
Das erste Mal sind die Auslenkungen gleich, wenn gilt (2. Fall oben):
luk9like
Verfasst am: 17. Jan 2017 19:30
Titel:
Ein Rechenweg wäre mal ganz hilfreich^^
Auwi
Verfasst am: 17. Jan 2017 17:57
Titel:
Habe mal den Plott angehängt. x-Achse in Sekunden...
luk9like
Verfasst am: 17. Jan 2017 16:44
Titel:
Myon hat Folgendes geschrieben:
Wie kann man sich diese Formel herleiten?
Auwi
Verfasst am: 17. Jan 2017 12:03
Titel:
Ich krieche zu Kreuze, hatte meinen Rechner vergessen auf Winkelmaß rad umzustellen.
Bei a) ergibt sich dann der nächste gleichsinnige Nulldurchgang bei t=0,1 s
Bei b) Haben beide Funktionen nach 0,007143 s zum erstenmal die gleiche Auslenkung falls ihre Schwingungsweiten identisch sind.
Meine vorherigen Werte waren also umden Faktor 360°/2 pi zu groß!
GvC
Verfasst am: 16. Jan 2017 18:31
Titel:
Bei Aufgabenteil b) geht man offenbar davon aus, dass beide Pendel die gleiche Amplitude haben. Das ist aber in der hier geposteten Aufgabenstellung nicht erwähnt.
Myon
Verfasst am: 16. Jan 2017 18:19
Titel:
Die obigen Lösungen können m.E. nicht ganz richtig sein.
Zu a) Ein gemeinsamer gleichphasiger Nulldurchgang ergibt sich doch, wenn bei beiden Pendeln das Argument in der Winkelfunktion gleich
ist (natürlich für jeweils ein anderes n). Das erste mal ist das der Fall, wenn
ist.
Zu b) Dazu überlegen: wann haben Sinus- oder Cosinus-Funktionen denselben Wert? Die Argumente der Funktionen müssen sich nicht unbedingt um
unterscheiden, denn z.B. gilt ja
.
Auwi
Verfasst am: 16. Jan 2017 16:45
Titel:
Die beiden betreffenden Funktionen lauten:
Zu b) Bei gleicher Auslenkung ist die Differenz zwischen y(1) und y(2) gleich Null. Das ergab als ersten positiven Wert nach t=0s
Zu a) Habe die beiden Funktionen geplottet, wobei der erste gemeinsame gleichsinnige Nulldurchgang nach
stattfand.
Mathematisch kann man jede der beiden Funktionen gleich Null setzen, wobei man Reihen von Nullstellen erhält, bei denen man dann die erste gemeinsame heraussucht. So habe ich dann auch die vielen Nachkommastellen ermittelt.
luk9like
Verfasst am: 16. Jan 2017 14:27
Titel: Mathematisches Pendel Aufgabe mit zwei Pendeln
Meine Frage:
Ich komme bei folgender Aufgabe nicht weiter:
Zwei mathematische Pendel schwingen mit den Frequenzen 30Hz und 40 Hz. Sie haben zum Zeitpunkt t=0 einen gemeinsamen Nulldurchgang und sind in Phase.
a) Nach welcher Zeit t tritt diese Situation( Gleiche Phase beim Nulldurchgang) das erste mal wieder auf?
b) Nach welcher Zeit t haben die beiden Pendel erstmalig eine gleich große Auslenkung?
Meine Ideen:
Ich denke mal ich muss beide Pendel gleichsetzten aber ich weiß nicht welche Formel ich mit den gegebenen Werten verwenden kann.