Fadenpendel - mechanische Schwingungen

Fräulein xyz · Gast

Meine Frage:
Hallo,

ich brauche Hilfe bei meinen Physikhausaufgaben...

Ein reibungsfreies Fadenpendel der Länge 2,2m besitzt einen Pendelkörper der Masse 4,5kg. Zur Anregung wird es um 8 Grad aus der Nulllage ausgelenkt. Zur Zeit t=0 beginnt es harmonisch zu schwingen.
a) Berechnen Sie die Fadenspannkraft und die Rückstellkraft zur Zeit t=0
b) Welche Amplitude hat die Pendelschwingung?
c) berechnen Sie die Richtgröße und die Schwingungsdauer.
d) Welchen Betrag hat die Rückstellkraft zum Zeitpunkt t=0,51s?
e) Welche Gesamtenergie hat die Schwingung?

Meine Ideen:
a) Die Rückstellkraft habe ich folgendermaßen berechnet:

= 5,53N

Ich weiß nicht, wie ich die Fadenspannkraft berechnen soll? Was ist das eigentlich? Ich kenne nur die Federspannkraft, aber die Formel dafür enthält die Federkonstante und die hat in Faden ja wohl nicht. Im Tafelwerk konnte ich leider nichts passendes finden.

Fräulein xyz · Gast

während ich gespannt auf eure Antworten warte habe ich schon mal etwas weiterüberlegt:

b) Das Pendel ist um 8Grad ausgelenkt. Das ist der Winkel der Amplitude. Aus den zwei Längen (2,2m) und einem Winkel (8Grad) müsste man doch jetzt die "Länge der Amplitude" ausrechnen können. Doch wie mach ich das???

c) Was ist die Richtgröße? das habe ich noch nie gehört grübelnd

Die Schwingungsdauer habe ich folgendermaßen ausgerechnet:

Ergebnis: 2,98s[/code]

Fräulein xyz · Gast

zu e)

Kann man für die Gesamtenergie die Formel der kinetischen Energie verwenden (ich denke mir dass, weil es doch an einem bestimmten Punkt jeder Schwingung (ich glaube am Durchschwungpunkt durch die Ruhelage) nur kinetische Energie gibt und am Wendepunkt nur potenzielle und dazwischen die Energie aufgeteilt wird)?

Dann wäre es nämlich:
E=0,5J X w²
=1,05

Nur Gast · Gast

Richtgröße ist D
Beim Federpendel gilt

Beim Fadenpendel

Das kann man gleichsetzen und so auch für ein Fadenpendel D bestimmen

Fräulein xyz · Gast

Vielen Dank,

ich rechne jetzt folglich

umgestellt nach D (beides quadrieren-oder?):

jetzt mal m rechnen

werte einsetzen:

= 20kg/s²

Fräulein xyz · Gast

ich glaube, dass meine Einheit falsch ist. Muss das ergebnis der Richtgröße nicht in N/m angegeben werden? Aber mit meiner Einheitenbetrachtung komme ich da nicht drauf.

Vielleicht kann mir noch jemand helfen, auch bei den anderen fragen?

Nur Gast · Gast

Deine Einheit ist nicht falsch,aber N/m ist schöner

Fräulein xyz · Gast

Nur mal so aus Interesse...

Warum ist kg/s² = N/m

P.S. Das mich mal was physikalisches interessiert hätte ich auch nie gedacht Augenzwinkern

Nur Gast · Gast

Bei N/m kürzt sich das m oben weg

Fräulein xyz · Gast

Hallo ihr Lieben,

ich rätsel heute weiter an meiner Hausaufgabe...

Kann mir jemand verraten was die Fadenspannkraft ist?
Danke!