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[quote="saz"]Die Aufgabe ist die folgende: Es soll ein mathematisches Pendel in einem Fahrstuhl angebracht werden. Der Fahrstuhl wird dann mit [latex] \vec{a} = a \cdot \vec{e_z} [/latex] linear beschleunigt. Man soll berechnen, wie sich die Beschleunigung auf die Schwingungsdauer auswirkt. Dazu habe ich erstmal die Bewegungsgleichung aufgestellt. (Das Koordinatensystem bzgl. des Fahrstuhl ist bei mir jeweils mit ' versehen): [latex] m \cdot \ddot{\vec{r'}} = m \cdot \ddot{\vec{r}} + F_T = - m \cdot \vec{g} - m \cdot \vec{a} [/latex] Außerdem habe ich mir überlegt, dass ich die Koordinaten von dem Massepunkt über [latex] x' = l \cdot \sin \varphi [/latex] bzw. [latex] z' = - l \cdot \cos \varphi [/latex] ausdrücken kann, wenn ich eine Schwingung in der x-z-Ebene annehme und den Ursprung des Koordinatensystems in die Aufhängung des Pendels lege (dabei ist l die Länge des Pendels und [latex] \varphi [/latex] der Auslenkungswinkel). Aber wie komme ich jetzt weiter? Hab überlegt die DGL komponentenweise aufzuschreiben, aber so wirklich viel bringt das auch nicht...[/quote]
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saz
Verfasst am: 16. Mai 2009 21:16
Titel:
Mh okay, stimmt - an Trägheitsmoment hatte ich gar nicht gedacht. Danke!
franz
Verfasst am: 16. Mai 2009 21:08
Titel:
Drehmoment = Trägheitsmoment * omega °°
Geht es Dir um
a) die Bewegungsgleichung / deren Lösung zum mathematischen Pendel
im "Erdsystem" oder
b) um deren Transformation in das beschleunigte Fahrstuhlsystem?
mfG F.
saz
Verfasst am: 16. Mai 2009 21:02
Titel:
Ja, schon - jedenfalls das Ergebnis. Habe mich nur gefragt, ob man diese Formel eben irgendwie herleiten kann?
In der Musterlösung stand irgendwie was von Drehmoment oder so - da wurden eben keine fertigen Formeln verwendet. Kam dann sowas raus:
Die rechte Seite ist ja einfach
, aber ich weiß eben nicht wie man auf die linke Seite kommt.
bottom
Verfasst am: 16. Mai 2009 19:31
Titel:
franz hat Folgendes geschrieben:
Geänderte, aber konstante Fallbeschleunigung g' = g + a und damit z.B. Schwingungsdauer oder phi(t) oder x(t) für kleine Auslenkungen.
wie franz schrieb, ansich hast du nur eine geänderte fallbeschleunigung. Für kleine winkel gibt es dann da eine formel, die dir T in abhängigkeit von der länge des pendels und der fallbeschleunigung liefert. die müsstest du doch eigendlich kennen, oder?
franz
Verfasst am: 16. Mai 2009 19:28
Titel:
Warum das Fahrrad neu erfinden? Hast doch die Lösungen für ein konstantes Kraftfeld; bei Dir oben m(g + a) usw.
mfG F.
saz
Verfasst am: 16. Mai 2009 19:22
Titel:
Naja, mir ging's eben darum, wie man aus den Gleichungen jetzt die Schwingungsdauer berechnen kann... das ist mir irgendwie noch nicht so ganz klar...
franz
Verfasst am: 16. Mai 2009 19:13
Titel:
Die Lösung für das Fahrstuhlsystem hast Du doch schon: Geänderte, aber konstante Fallbeschleunigung g' = g + a und damit z.B. Schwingungsdauer oder phi(t) oder x(t) für kleine Auslenkungen.
Bei Interesse läßt sich das ins "äußere" Koordinatensystem transformieren.
mfG F.
NB Typischer Fall übrigens für die gern als "Schein"kräfte abgewerteten / bezeichneten Trägheitskräfte.
saz
Verfasst am: 16. Mai 2009 19:03
Titel: Pendel im Fahrstuhl
Die Aufgabe ist die folgende: Es soll ein mathematisches Pendel in einem Fahrstuhl angebracht werden. Der Fahrstuhl wird dann mit
linear beschleunigt. Man soll berechnen, wie sich die Beschleunigung auf die Schwingungsdauer auswirkt.
Dazu habe ich erstmal die Bewegungsgleichung aufgestellt. (Das Koordinatensystem bzgl. des Fahrstuhl ist bei mir jeweils mit ' versehen):
Außerdem habe ich mir überlegt, dass ich die Koordinaten von dem Massepunkt über
bzw.
ausdrücken kann, wenn ich eine Schwingung in der x-z-Ebene annehme und den Ursprung des Koordinatensystems in die Aufhängung des Pendels lege (dabei ist l die Länge des Pendels und
der Auslenkungswinkel).
Aber wie komme ich jetzt weiter? Hab überlegt die DGL komponentenweise aufzuschreiben, aber so wirklich viel bringt das auch nicht...