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[quote="Apo"]danke für deine Antwort. Du hast mir echt sehr weitergeholfen! :)[/quote]
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Nachricht
Apo
Verfasst am: 01. Mai 2017 22:37
Titel:
danke für deine Antwort. Du hast mir echt sehr weitergeholfen!
as_string
Verfasst am: 01. Mai 2017 15:32
Titel: Re: Harmonisches Fadenpendel
Apo hat Folgendes geschrieben:
a) Den Auslenkungswinkel könnte man mit sin Alpha = l/x berechnen.
Von der Idee her richtig, aber schau Dir den Bruch nochmal an: Was ist Gegenkathete und was ist Hypotenuse?
Wie ist dann die Höhe über dem tiefsten Punkt?
Apo hat Folgendes geschrieben:
b) Die maximale Geschwindigkeit ergibt sich soweit ich weiß durch
Das sollte zwar auch stimmen, aber wenn Du schon die Höhe bei der a) ausgerechnet hast, kannst Du auch die Energieerhaltung verwenden. Da bekämst Du dann sogar einen etwas genaueren Wert raus (bei größeren Auslenkungen, die Du hier allerdings nicht wirklich hast), weil die harmonische Näherung bei einem Fadenpendel halt nur eine Näherung für kleine Ausschläge ist.
Apo hat Folgendes geschrieben:
c) Ich schätze mal weil dem System Energie entzogen wird bzw. aufgrund
dem Luftwiderstand, ...
Ja, würde ich auch so sagen. Normalerweise gibt es auch noch Verluste am Aufhängepunkt durch Reibung.
Bei der d): Wenn Du hier wieder die Energieerhaltung verwendest, dann geht das relativ einfach. potentielle Energie am Anfang (von der Höhe, die Du in a) noch ausrechnen musst) die angegebenen 4J abziehen, ergibt die neue potentielle Energie und aus der kannst Du die neue Höhe ausrechnen.
Bei der e): Ab hier solltest Du die Formeln für eine harmonische Schwingung verwenden, denke ich. Wie ist also s(t) und wie ist v(t)?
Bei der f): Ich würde erwarten, dass durch die niedrigere Temperatur der Draht kürzer werden wird. Also würde l geringer werden. Was hätte das für Auswirkungen auf die Pendelfrequenz?
Gruß
Marco
Apo
Verfasst am: 01. Mai 2017 14:52
Titel: Harmonisches Fadenpendel im Deutschen Museum
Hallo zusammen,
ich habe Probleme mit den folgenden Aufgaben:
Im Turm des deutschen Museums in München hängt an einem Draht eine Beikugel der Masse m=30 kg. Die Drahtmasse ist zu vernachlässigen. Dieses l=60 m lange Pendel wird seitlich ausgelenkt. In horizontale Richtung wird die Auslenkung x=2,0 m gemessen.
a) Berechnen sie für diese Auslenkung den Auslenkungswinkel des Pendels und die Höhe, um welche der Pendelkörper angehoben wird.
Das Pendel wird nun losgelassen.
b) Ermitteln sie die maximale Geschwindigkeit, die der Pendelkörper erreichen kann.
c) Warum nimmt die Amplitude im Laufe der Zeit ab?
d) Wie hoch kommt die Kugel noch über die Gleichgewichtslage, wenn ihre mechanische Energie um 4,0 J abgenommen hat?
Zum Zeitpunkt t0 = 0 s wird die um x=2,0 m ausgelenkte Kugel losgelassen. Ihre Schwingung wird jetzt als ungedämpft harmonisch angesehen.
e) Zu welchem Zeitpunkt ist der Betrag der Geschwindigkeit zum ersten Mal halb so groß wie die maximale Geschwindigkeit?
f) Wie würde sich die Frequenz des Pendels ändern, wenn im Winter durch einen Heizungsausfall die Temperatur deutlich sinken würde? Begründen sie ihre Antwort!
Ich hatte bislang folgende Ideen:
a) Den Auslenkungswinkel könnte man mit sin Alpha = l/x berechnen.
b) Die maximale Geschwindigkeit ergibt sich soweit ich weiß durch
c) Ich schätze mal weil dem System Energie entzogen wird bzw. aufgrund
dem Luftwiderstand, ...
d) - f) keine Ahnung