Feder mit Kugel als Masse

tiga · Gast

Hallo,
ich habe da ein Problem mit einer Aufgabe aus Physik und zwar:

Eine an einer Feder hängende Kugel m=2kg, die um 2,0 cm nach unten ausgelenkt und dann sich selbst überlassen wurde, schwingt mit der Frequenz 4Hz.
Wie groß ist die Federkonstante?
Das habe ich ausgerechnet und bin auf 1263N/m gekommen.

Wie weit dehnt sich die Feder, wenn die Kugel vor Beginn der Schwingung ausgehängt wird?
Mein Ergebnis dazu sind 1,5 cm.

Nun die Frage die Probleme bereitet: Wie groß ist die auf die Kugel wirkende Kraft in den Umkehrpunkten der Schwingung? Ich habe bereits die Periodendauer ausgerechnet und auch die Winkelgeschw. aber das hilft mir nicht so richtig weiter. Was ich bräuchte um meiner Meinung nach voran zu kommen ist eine Zeit t und die Aplitude, also yDach. Nun habe ich aber keine Ahnung, wie ich an die beiden Größen heran kommen soll.

Hilfe wäre super, dankeschön smile

xkris · Anmeldungsdatum: 06.10.2005 Beiträge: 281 Wohnort: LÜbeck

Hallo,

Kraft ist Masse mal Beschleunigung, die Beschleunigung ist der Ableitung der Winkelgeschwindigkeit nach der Zeit. An den Umkehrpunkten ist sie maximal usw.

Kannst du damit was anfangen?

tiga · Gast

Ich habe jetzt einfach wieder die Formel F=S*D genommen, Zahlen eingesetzt und dann komme ich auf 25,26N. Dieses Ergebnis habe ich jetzt auch schon öfter im Internet zu dieser Aufgabe gefunden. Bin zwar noch nicht so ganz überzeugt, dass das so einfach ist, aber ich werde es jetzt dabei belassen.

xkris · Anmeldungsdatum: 06.10.2005 Beiträge: 281 Wohnort: LÜbeck

Da fällt mir ein, dass am unteren Umkehrpunkt gegen die Gewichstkraft (Masse der Kugel mal Erdbeschleunigung) gearbeitet werden muss. Am oberen Umkehrpunkt addiert sich diese zur Federkraft hinzu.