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Maximale Elongation berechnen
 
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Libster003
Gast





Beitrag Libster003 Verfasst am: 14. Jun 2013 15:45    Titel: Maximale Elongation berechnen Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallihallo,

habe ein kleines Problem bei der Berechnung von einer maximalen Elongation eines vertikalen Fadenpendels...

Ich habe eine maximale Geschwindigkeit von vmax = 1,885 m/s und eine Frequenz von f = 1,5^-1 gegeben und soll anhand dieser Informationen die maximale Elongation ermitteln...

Alles, was ich kenne, sind die drei Gesetze einer harmonischen Schwingung, wie z.b. v(t) = omega * s(dach) * cos (omega*t) , kann ich das irgendwie nach s(dach) umstellen?

Meine Ideen:
s.o.
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7461

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 14. Jun 2013 15:53    Titel: Re: Maximale Elongation berechnen Antworten mit Zitat

Libster003 hat Folgendes geschrieben:
Alles, was ich kenne, sind die drei Gesetze einer harmonischen Schwingung, wie z.b. v(t) = omega * s(dach) * cos (omega*t)


Das ist doch schon mal was. Kannst Du daraus die maximale Geschwindigkeit bestimmen?

Viele Grüße
Steffen
Libster003
Gast





Beitrag Libster003 Verfasst am: 14. Jun 2013 16:22    Titel: Antworten mit Zitat

Hö? Warum soll ich die denn bestimmten? Die hab' ich doch schon gegeben. Big Laugh
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7461

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 14. Jun 2013 16:30    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, Du hast den Zahlenwert. Ich meine aber die Formel



die doch ebenfalls ein Maximum hat. Wie groß ist das?
Libster003
Gast





Beitrag Libster003 Verfasst am: 14. Jun 2013 16:48    Titel: Antworten mit Zitat

Aber da steckt doch nur der Maximalwert für die Elongation drin. Wie ich aus dieser Formel die maximale Geschwindigkeit berechnen soll, weiß ich gar nicht. Ich weiß nur, dass man die harmonische Schwingung eines Pendels mit einer Kreisbewegung vergleichen kann, deren Bahngeschwindigkeit ja der Maximalgeschwindigkeit des Pendels entspricht, also vmax = U/T = 2*pi*s(dach) / T ... aber das hilft mir hier ja nicht sonderlich weiter. :/

Muss ich irgendwie mit der Winkelgeschwindigkeit omega arbeiten? Die würde sich ja aus phi/t = 2*pi/T = 2*pi*f ergeben... und dann?

P.S.: Sorry, dass ich keine Formelzeichen benutze, bin ein bisschen in Eile. :o
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7461

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 14. Jun 2013 16:57    Titel: Antworten mit Zitat

Libster003 hat Folgendes geschrieben:

vmax = U/T = 2*pi*s(dach) / T


Richtig!

EDIT: Das ergibt sich aus der Formel, wenn man weiß, dass der Cosinus maximal Eins wird. Das ergibt dann eben den Maximalwert für v(t), also vmax.

Libster003 hat Folgendes geschrieben:

2*pi/T = 2*pi*f


Also 1/T=f (hast Du wahrscheinlich schon gewusst).

Setz das oben ein und stell nach s(dach) um.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 14. Jun 2013 17:01    Titel: Antworten mit Zitat

Libster003 hat Folgendes geschrieben:
Aber da steckt doch nur der Maximalwert für die Elongation drin.


Eben. Und die willst Du bestimmen.

Libster003 hat Folgendes geschrieben:
Wie ich aus dieser Formel die maximale Geschwindigkeit berechnen soll, weiß ich gar nicht.


Hattest Du nicht gerade selber gesagt, dass Du daran gar nicht interessiert bist?

Libster003 hat Folgendes geschrieben:
Hö? Warum soll ich die denn bestimmten? Die hab' ich doch schon gegeben.


Aber gut, dass Du dennoch fragst. und sind konstante Größen. Die zeitliche Abhängigkeit steht nur im Kosinus. Welchen maximalen Wert hat der Kosinus? Das lässt sich doch beantworten, oder nicht?

EDIT: Steffen Bühler war schneller.
Libster003
Gast





Beitrag Libster003 Verfasst am: 15. Jun 2013 15:53    Titel: Antworten mit Zitat

Ah Dankeschön. smile
Also einfach für cosinus den Maximalwert 1 einsetzen, die Frequenz einsetzen usw und nach s(dach) umstellen?smile
Libster003
Gast





Beitrag Libster003 Verfasst am: 15. Jun 2013 17:08    Titel: Antworten mit Zitat

Edit:

Sprich:

v(t) = omega * s(dach) * cos(phi) <- mit dem Maximalwert 1
v(t) = omega * s(dach)

omega = phi/T = 2*pi*f = 2*pi*1,5s^-1 = 3pi/s

Umstellen nach s(dach) und Einsetzen von omega und v(max):

s(dach) = 1,885 m/s : 3pi/s
s(dach) = 0,2m

Also ist die Amplitude 0,2m groß? smile Wär schön, wenn das mal jemand nachrechnen könnte!
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7461

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 17. Jun 2013 09:25    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, das ist in Ordnung.

Viele Grüße
Steffen
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