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Mathilda
Anmeldungsdatum: 10.09.2018
Beiträge: 2
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 Mathilda Verfasst am: 11. Sep 2018 08:49 Titel: Kreisbewegungen - Mechanische Schwingungen und Wellen |
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Meine Frage:
Hallo ,
Ich habe eine Nachprüfung im Fach Physik und ein Teil meiner Note ist von Aufgaben die ich zuhause machen soll abhängig , doch bei zwei der Aufgaben komme ich einfach nicht klar und wäre wirklich dankbar für jede Hilfe .
Die erste ist aus dem Kapitel mechanische Schwingungen und lautet : Die Masse 30 g eines Federpendels der Kreisfrequenz 2 rad/s befindet sich zum Zeitpunkt t=0 in 3 cm Entfernung von der Ruhelage , seine Geschwindigkeit v beträgt 6 cm/s. Wir groß sind Amplitude , Maximalgeschwindigkeit, maximale Beschleunigung und Nullphasenwinkel? Welche Gesamtenergie hat das System ?
Die zweite Aufgabe die aus dem Kapitel Wellen kommt, bei der ich nicht weiter komme lautet : Die Gleichung von ungedämpften Schwingungen ist in der Form y(t)= 3cm × sin(600*pi*t) gegeben. Berechne die Auslenkung eines in der Entfernung von 75 cm von der Schwingungsquelle befindlichen Punktes aus der Gleichgewichtslage nach 0,01 s seit Beginn der Schwingungen. c=300 m/s
Dann habe ich noch eine dritte die mit Kreisbewegungen zu tun hat , bei dieser habe ich aber a und b gelöst bekommen jedoch c bleibt mir ein Rätzel : Bei einem Karusell bewegen sich die Gondeln in einer vertikalen Ebene auf einer Kreisbahn mit konstanter Winkelgeschwindigkeit. Der Durchmesser der Bahn beträgt 24 m und die Umlaufdauer genau 10 s.
a) berechne Winkelgeschwindigkeit, Bahngeschwindigkeit und Zentripetalbeschleunigung
b) Wie groß ist die auf einen Fahrgast der Masse 80 kg einwirkende Radialkraft ?
c) Welchen Betrag hat die Gegenkraft , die von der Gondel im tiefsten und im höchsten Punkt der Bahn aufgebracht werder muss ?
Meine Ideen:
Bei der ersten aufgabe kenne ich die Formel für die Maximalgeschwindigkeit und die Formel für die maximale Beschleunigung , doch ohne die Amplitude kann ich diese nicht berechnen und ich weiß nicht wie ich die Amplitude herausfinden soll ? Und wie ich die Gesamtenergie des Systems und den Nullphasenwinkel ermittel , weiß ich leider auch nicht 
Bei der zweiten Aufgabe kenne ich die Formel für die Auslenkung doch weiß nicht wie sie hier anwenden .
Bei der 3ten Aufgabe habe ich a und b bereits heraus gefunden : a) 0,63 rad/s ; 7,56 m/s ; 4,76 m/s^2
b) Fr= 380,8 N
Danke für jede Hilfe ,denn dass sind die 3 letzen Aufgaben die mir noch fehlen und es waren 67 Aufgaben  |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7258
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| Steffen Bühler Verfasst am: 11. Sep 2018 10:56 Titel: |
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Willkommen im Physikerboard!
Bei der ersten Aufgabe bekommst Du die Amplitude heraus, indem Du bedenkst, dass
 = A \cdot \sin \omega t)
 = s'(t) = \dots = 6 \frac {cm}s)
Bei der zweiten Aufgabe weißt Du, wie ein Punkt im Ausgang schwingt. So kannst Du bestimmen, wie ein Punkt 75cm davon entfernt schwingt, weil Du ja die Zeitverzögerung kennst.
Bei der dritten Aufgabe addiert bzw. subtrahiert sich einfach noch die Gewichtskraft.
Viele Grüße
Steffen |
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Mathilda
Anmeldungsdatum: 10.09.2018
Beiträge: 2
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| Mathilda Verfasst am: 11. Sep 2018 11:29 Titel: |
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| Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben: | Willkommen im Physikerboard!
Bei der ersten Aufgabe bekommst Du die Amplitude heraus, indem Du bedenkst, dass
Bei der zweiten Aufgabe weißt Du, wie ein Punkt im Ausgang schwingt. So kannst Du bestimmen, wie ein Punkt 75cm davon entfernt schwingt, weil Du ja die Zeitverzögerung kennst.
Bei der dritten Aufgabe addiert bzw. subtrahiert sich einfach noch die Gewichtskraft.
Viele Grüße
Steffen |
Hallo , vielen Dank für die Antwort , doch bei der ersten Aufgabe ist t als 0 angegeben wenn ich dann also die formel auf A umwandele bekomme ich bloß eine Fehlermeldung da sinus von 0 ja 0 ist .
Bei der zweiten Aufgabe ist dann 600*pi = omega ? Wenn ja dann versteh ich wie ich weiter vorgehen muss . 
Und bei der dritten subtrahiert es sich am tiefsten punkt und addiert es sich am höchsten Punkt , würde ich sagen ? Doch ich verstehe nicht ganz warum 
Liebe Grüße |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7258
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| Steffen Bühler Verfasst am: 11. Sep 2018 12:25 Titel: |
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| Mathilda hat Folgendes geschrieben: | | wenn ich dann also die formel auf A umwandele bekomme ich bloß eine Fehlermeldung da sinus von 0 ja 0 ist . |
Wieso Fehlermeldung? Wie sieht denn Deine Ableitung v(t)=s'(t) aus?
| Mathilda hat Folgendes geschrieben: | | dann versteh ich wie ich weiter vorgehen muss . |
Wie gesagt, die Welle schwingt im Ursprung wie ein Sinus, also mit  . Und 75cm davon entfernt beginnt sie ein wenig später zu schwingen, den Zeitunterschied  bekommst Du über die gegebene Geschwindigkeit c. Da lautet dann die Formel ) . Nun setz ein und rechne.
| Mathilda hat Folgendes geschrieben: | | Und bei der dritten subtrahiert es sich am tiefsten punkt und addiert es sich am höchsten Punkt |
Umgekehrt. Am tiefsten Punkt zerrt nicht nur die Fliehkraft an der Gondel, sondern auch die Erde in dieselbe Richtung. Am höchsten dagegen wirkt die Erdanziehung der Fliehkraft entgegen. |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5908
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| Myon Verfasst am: 11. Sep 2018 12:29 Titel: |
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@Steffen Bühler: Ich denke, dass Du Dich auf die 2. Aufgabe beziehst. Bei der 1. Aufgabe ist x(0) ungeich 0, in der Schwingungsgleichung muss deshalb noch ein Phasenwinkel vorkommen. |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7258
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| Steffen Bühler Verfasst am: 11. Sep 2018 12:34 Titel: |
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Danke, Myon. In diesem Fall hilft die Division }{s'(0)}) . |
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