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[quote="Mathefix"][quote="philip122"]Hier ist nochmal die Kräftegleichung [latex]m\ddot{y} = m'g-mg [/latex][/quote] [latex]m^{'} \cdot g = a^{2} \cdot \varrho_W\cdot g\cdot y [/latex] [latex]m = a^{3}\cdot \varrho_m [/latex] ist die Überschusskraft, die zur Auslenkung des Würfels aufgebracht werden muss. Durch seine Eigengewichtskraft ist er schon eingetaucht.[/quote]
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Mathefix
Verfasst am: 28. Jan 2017 18:14
Titel:
philip122 hat Folgendes geschrieben:
Hier ist nochmal die Kräftegleichung
ist die Überschusskraft, die zur Auslenkung des Würfels aufgebracht werden muss. Durch seine Eigengewichtskraft ist er schon eingetaucht.
jh8979
Verfasst am: 28. Jan 2017 18:05
Titel:
Mach Dir mal eine ordentliche Skizze, in der Du insbesondere y gut ablesen kannst.
philip122
Verfasst am: 28. Jan 2017 18:03
Titel:
Hier ist nochmal die Kräftegleichung
philip122
Verfasst am: 28. Jan 2017 18:01
Titel:
Mit Rho meine ich die Dichte des Wassers.... Die Formel für die Auftriebskraft ist F=m'g, wobei mit m' die Masse des Verdrängten Wassers gemeint ist. Wenn ich jetzt m' durch y ausdrücken will dann erhalte ich m'=Rho*(a^2)*y, also Dichte mal Volumen, das im Wasser ist.
Mathefix
Verfasst am: 28. Jan 2017 17:53
Titel:
philip122 hat Folgendes geschrieben:
Also wenn ich
ausdrücke, dann steht da
.....Das hat aber immer noch nicht die typische Form der Schwingungsdifferentialgleichung, wegen diesem minus g?
s. die Ergänzung meiner Antwort.
Welches
meinst Du?
Wie lautet die Gleichung für die Auftriebskraft?
Schreib die Kräftegleichung sauber hin.
philip122
Verfasst am: 28. Jan 2017 17:49
Titel:
Also wenn ich
ausdrücke, dann steht da
.....Das hat aber immer noch nicht die typische Form der Schwingungsdifferentialgleichung, wegen diesem minus g?
Mathefix
Verfasst am: 28. Jan 2017 17:40
Titel:
F ist die Überschusskraft - der Würfel ist bereits eingetaucht.
Überprüfe Deine Gleichung dahingehend.
Drücke m´als Funktion der Eintauchtiefe y aus. Dann erhälts Du eine DGL 2. Ordnung.
philip122
Verfasst am: 28. Jan 2017 16:57
Titel: Schwimmender Würfel aus Holz
Meine Frage:
Ein Holzwürfel mit der Kantenlänge a = 1 m wird in ein Wasserbecken mit der Tiefe 5 m gegeben. Der Block taucht zur Hälfte ins Wasser ein.
a) Berechnen Sie die Dichte des Holzes.
b) Wird der Block leicht aus seiner Gleichgewichtslage ausgelenkt und dann losgelassen, so beginnt er zu schwingen. Berechnen Sie die Frequenz der Schwingung unter Vernachlässigung der Reibung.
c) Wieviel Arbeit muss verrichtet werden, um den Block gerade unter die Wasseroberfläche zu drücken ?
d) Wieviel Arbeit muss verrichtet werden, um den Block an den Boden des Beckens zu drücken ?
Meine Ideen:
Bei der b) komme ich leider nicht weiter....
mein Ansatz hier wäre mit Hilfe des 2. Newtonschen Axiom irgendwie auf die Form
zu kommen.
Die Gesamtkraft auf den Würfel setzt sich ja zusammen aus der Auftriebskraft vom Wasser und der Gewichtskraft des Würfels, also
, wobei ich hier mit m' die Masse des verdrängten Wassers meine..
Mithilfe des 2. Newtonschen Axioms bekomme ich dann die zweite Ableitung von y rein:
also
Aber wie geht es jetzt weiter?
Vielen Dank im voraus!