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[quote="Nina1234"][b]Meine Frage:[/b] Hallo, ich brauche hier dringend Hilfe: Die freie ungedämpfte Federschwingung wird beschrieben durch [latex]x(t)=x_{0}cos(\omega t)[/latex]; [latex]x_0[/latex]: anfängliche Auslenkung; [latex]\omega = \sqrt{k/m}[/latex] Zu zeigen: Zeigen sie dies durch den allgemein gültigen Ansatz [latex]x(t)=c*e^{\lambda t}[/latex] zum Lösen der DGL [latex]m \ddot{x} + kx =0[/latex] Dabei sollen wir die imaginären Zahlen nutzen und die Tatsachen,dass [latex]cos(\omega t)=(e^{i\omega t}+e^{-i\omega t})/2[/latex] ist. Als Hinweis ist noch gegeben, dass für die komplexe Zahle [latex]\lambda^2 = -k/m[/latex], sodass es 2 Lösungen [latex](\lambda^2)_{1,2}= \pm i \sqrt{k/m}[/latex]. Die allgemeine Lösung ist die Summe der beiden speziellen Lösungen, mit den Randbedingungen x(0)=x_0 und x'(0)=0. Ich wäre sehr dankbar über einen Lösungsweg und Erklärungen [b]Meine Ideen:[/b] [latex]m \ddot{x} + kx =0 \Leftrightarrow \ddot{x} + (k/m)*x =0 \Leftrightarrow \ddot{x} + \omega^2 x = 0[/latex] [latex]x(t)=c*e^{\lambda t}[/latex] [latex]\dot{x}(t)=\lambda c*e^{\lambda t}[/latex] [latex]\ddot{x}(t)=\lambda^2 c*e^{\lambda t}[/latex] In die obere Gleichung einsetzen: [latex](\lambda)^2 c*e^{\lambda t}+ (\omega)^2*c*e^{\lambda t}=0[/latex] [latex]\lambda^2 + \omega^2 =0[/latex][/quote]
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Myon
Verfasst am: 05. Dez 2020 20:32
Titel:
Nun noch die allgemeine Lösung x(t) ableiten und gleich 0 setzen, das ergibt eine 2. Gleichung für die Konstanten (C1=C2).
Nina1234
Verfasst am: 05. Dez 2020 16:34
Titel:
Bis zu dem letzten Schritt bin auch fast gekommen.
Wenn man nun
einsetzt:
.
Wie macht man dann weiter?
Myon
Verfasst am: 05. Dez 2020 15:18
Titel:
Wenn man den Ansatz
einsetzt in
folgt
also
mit den beiden Lösungen
Die allgemeine Lösung ist eine Linearkombination:
Die Konstanten C1, C2 ergeben sich aus den Anfangsbedingungen. Nun einfach für
die Konstanten bestimmen und zeigen, dass sich damit gerade die Lösung mit der cos-Funktion ergibt.
Nina1234
Verfasst am: 05. Dez 2020 14:47
Titel: Freies ungedämpftes Federpendel
Meine Frage:
Hallo, ich brauche hier dringend Hilfe:
Die freie ungedämpfte Federschwingung wird beschrieben durch
;
: anfängliche Auslenkung;
Zu zeigen: Zeigen sie dies durch den allgemein gültigen Ansatz
zum Lösen der DGL
Dabei sollen wir die imaginären Zahlen nutzen und die Tatsachen,dass
ist.
Als Hinweis ist noch gegeben, dass für die komplexe Zahle
, sodass es 2 Lösungen
. Die allgemeine Lösung ist die Summe der beiden speziellen Lösungen, mit den Randbedingungen x(0)=x_0 und x'(0)=0.
Ich wäre sehr dankbar über einen Lösungsweg und Erklärungen
Meine Ideen:
In die obere Gleichung einsetzen: