| Autor |
Nachricht |
Haeusmeister
Anmeldungsdatum: 19.02.2011
Beiträge: 17
|
 Haeusmeister Verfasst am: 16. Feb 2012 13:30 Titel: Mechanische Schwingungen Klausuraufgabe |
 |
|
Meine Frage:
Guten Tag,
ich schreibe Montag meine Physikklausur und bin gerade mittendrin mich dafür vorzubereiten. Jetzt bin ich auf eine Aufgabe gestoßen, wo ich nicht weiter komme:
Wird auf die leere Schale einer Tellerfederwaage (Masse der Waagschale  ) ein Massenstück  gelegt, so erfährt sie eine Auslenkung aus der Ruhelage um  . Nach Herunternehmen von  und Auflegen einer zweiten Masse 
beträgt die Auslenkung  . Um welche Strecke  darf man die Schale dann noch niederdrücken, wenn  nach dem Loslassen während der anschließenden Schwingung im oberen Umkehrpunkt gerade noch nicht von der Waagschale abheben soll?
Meine Ideen:
Ich hab leider absolut keinen Ansatz, wie ich das Weg-Zeit-Gesetz der harmonischen Schwingungen hier anwenden kann.
Die Massen müssen da ja auch noch irgendwie mit rein.
Danke für eure Hilfe  |
|
 |
erkü
Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414
|
| erkü Verfasst am: 16. Feb 2012 13:47 Titel: Re: Mechanische Schwingungen Klausuraufgabe |
|
|
| Haeusmeister hat Folgendes geschrieben: | Meine Frage:
Guten Tag,
ich schreibe Montag meine Physikklausur und ... |
Selber Schuld, wenn man sich so eine Gemeinheit gefallen lässt. 
| Haeusmeister hat Folgendes geschrieben: | Meine Ideen:
Ich hab leider absolut keinen Ansatz, wie ich das Weg-Zeit-Gesetz der harmonischen Schwingungen hier anwenden kann.
Die Massen müssen da ja auch noch irgendwie mit rein. |
Nö !
Die Beschleunigung der Schwingung darf im oberen Umkehrpunkt höchstens g erreichen.
_________________
Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk: |
|
|
Haeusmeister
Anmeldungsdatum: 19.02.2011
Beiträge: 17
|
| Haeusmeister Verfasst am: 16. Feb 2012 14:46 Titel: |
|
|
|
Kannst du vllt eine bisschen konkreter werden bitte, dass hilft mir leider nicht weiter. |
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 16. Feb 2012 16:55 Titel: |
|
|
| Haeusmeister hat Folgendes geschrieben: | | Ich hab leider absolut keinen Ansatz, wie ich das Weg-Zeit-Gesetz der harmonischen Schwingungen hier anwenden kann. |
Für die Beschleunigung gilt:
})
Wie erkü schon angedeutet hat muss beim Abheben gelten: a=-g
Daraus folgt
Dabei ist A die maximal zulässige Amplitude und damit das nachgefragte  gerade
| Haeusmeister hat Folgendes geschrieben: | | Die Massen müssen da ja auch noch irgendwie mit rein. |
Entgegen der etwas patzigen Antwort von erkü stimmt das. Und zwar benötigst Du m1 zur Bestimmung der Federkonstanten D und zusätzlich m2 zur Bestimmung des Federweges x2, sowie m0 und m2 und die zuvor bestimmte Federkonstante D zur Bestimmung der Schwingungskreisfrequenz  . Voraussetzung ist allerdings, dass die Federmasse vernachlässigt wird.
Diese Größen brauchst Du allerdings nicht numerisch, sondern nur allgemein auszurechnen und in die obige Gleichung für einzusetzen. Dann erhältst Du
 |
|
|
Haeusmeister
Anmeldungsdatum: 19.02.2011
Beiträge: 17
|
| Haeusmeister Verfasst am: 17. Feb 2012 11:57 Titel: |
|
|
Danke erstmal für deine Antwort.
Die Formel der Federkonstante ist ja:
x2 berechnet sich dann so:
x2 ist dann also:
so und jetzt komme ich nicht weiter 
Wie lautet die Formel zur Berechnung der Schwingungskreisfrequenz mit zwei Massen und der Federkonstante? Danach wäre ja nur noch einsetzen, umstellen und ausrechnen.
Aber an dem Punkt komme ich leider gerade nicht weiter. |
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 17. Feb 2012 15:59 Titel: |
|
|
Schau doch einfach in Deine Formelsammlung oder in wikipedia.
wobei die schwingende Masse m im vorliegenden Fall laut Aufgabenstellung gerade ist
 |
|
|
Haeusmeister
Anmeldungsdatum: 19.02.2011
Beiträge: 17
|
| Haeusmeister Verfasst am: 18. Feb 2012 16:22 Titel: |
|
|
Ist die richtige Antwort nicht 12mm?
Weil 4mm ist doch nur die Auslenkung der Feder durch die Waagschale.
Gefragt war ja, wie weit ich die Feder mit m2 auf der Waage noch runter drücken kann, ohne das m2, beim loslassen, abhebt.
Ich komme auf dieses Ergebnis:
Federkraft = Gewichtskraft
*g
<br />
<br />
deltax = \frac{(m_{0}+m_{2})*g}{D}
<br />
<br />
deltax = \frac{(0,02+0,04)*9,81}{490,5} = 0,012m = 12mm)
Oder sehe ich das falsch? Ich kann die Feder noch weitere 12mm runterdrücken, ohne das m2 bei loslassen abhebt.
vG Haeusmeister |
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 18. Feb 2012 16:48 Titel: |
|
|
| Haeusmeister hat Folgendes geschrieben: | | Ist die richtige Antwort nicht 12mm? |
Nein.
| Haeusmeister hat Folgendes geschrieben: | | Weil 4mm ist doch nur die Auslenkung der Feder durch die Waagschale. |
Nein, laut Aufgabenstellung kann die Ruhelage nur diejenige ohne aufgelegtes Gewicht, aber mit Waagschale sein. Das heißt: Mit Waagschale ohne aufgelegtes Gewicht ist die Auslenkung zu Null definiert. Wäre es anders, könnte die Waagschale nie zusätzlich ausgelenkt werden. Das Kräftegleichgewicht im höchsten Punkt wäre dann immer bereits ohne zusätzliche Auslenkung erreicht. |
|
|
Haeusmeister
Anmeldungsdatum: 19.02.2011
Beiträge: 17
|
| Haeusmeister Verfasst am: 18. Feb 2012 17:22 Titel: |
|
|
Hey also ich habe das jetzt nochmal logisch durchgedacht:
Also der Nullpunkt ist ohne Waagschale. Nun liegen 0,4kg auf der waage (wird um 8mm ausgelenkt).
Rein logisch müsste die gewichtskraft doch jetzt aufgehoben werden, in dem 0,4kg nach oben gedrückt werden plus die 0,2kg noch von der waagschale, macht insgesamt 1kg (0,4+0,4+0,2)
Sry wenn ich dich nerve oder so, aber ich möchte das nur gerne komplett verstehen |
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 18. Feb 2012 17:54 Titel: |
|
|
Ich kann mich nur nochmal wiederholen:
| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Nein, laut Aufgabenstellung kann die Ruhelage nur diejenige ohne aufgelegtes Gewicht, aber mit Waagschale sein. Das heißt: Mit Waagschale ohne aufgelegtes Gewicht ist die Auslenkung zu Null definiert. Wäre es anders, könnte die Waagschale nie zusätzlich ausgelenkt werden. Das Kräftegleichgewicht im höchsten Punkt wäre dann immer bereits ohne zusätzliche Auslenkung erreicht. |
Dabei kann bestenfalls der letzte Satz missverständlich sein. Denn ohne zusätzliche Auslenkung gibt es auch keine Schwingung, der höchste Punkt ist auch der niedrigste. Und da herrscht natürlich Kräftegleichgewicht, wie das nun mal bei einer Federwaage so ist.
EDIT: Oder anders ausgedrückt: Das Kräftegleichgewicht wäre bei beliebiger zusätzlicher Auslenkung immer im höchsten Punkt der Schwingung gerade erreicht. |
|
|
Haeusmeister
Anmeldungsdatum: 19.02.2011
Beiträge: 17
|
| Haeusmeister Verfasst am: 18. Feb 2012 18:30 Titel: |
|
|
|
Aber was ist denn an meiner "logischen" Überlegung falsch? Also mit 1kg |
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 18. Feb 2012 19:04 Titel: |
|
|
| Haeusmeister hat Folgendes geschrieben: | | Aber was ist denn an meiner "logischen" Überlegung falsch? |
Die Logik. Wieso addierst Du die Beträge zweier entgegengerichteter Kräfte. Welches physikalische Gesetz ist das denn?
Im Übrigen scheinst Du Dir weder die Aufgabenstellung noch meine Beiträge richtig durchgelesen zu haben. |
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
