Feder und Fadenpendel

nanda · Anmeldungsdatum: 24.04.2014 Beiträge: 1

Meine Frage:
Gegeben ist eine elastische Feder der Federkonstante D=4,5N/m, zwei Stahlkugeln mit je 200 g Masse und ein Faden. Mit der einen Stahlkugel und der Feder wird ein Federpendel, mit der anderen Stahlkugel und dem Faden wird ein Fadenpendel hergestellt.
a) Welche Fadenlänge l muss das Fadenpendel bekommen, damit es die gleiche Schwingungsdauer hat wie das Federpendel?
b)Berechnen Sie die Schwingungsdauer des Federpendels bzw des Fadenpendels.
c)Beim Federpendel wird die Stahlkugel um S=12cm ausgelenkt. Beginnt es jetzt zu schwingen, erreicht es in der Gleichgewichtslage die Geschwindigkeit v. Um welche Höhe h muss man beim Fadenpendel die Stahlkugel anheben, damit es beim Durchgang durch die Gleichgewichtslage ebenfalls die Geschwindigkeit v erreicht? Die Reibung ist zu vernachlässigen.
d)Nehmen Sie an, sie heben beim Fadenpendel die Stahlkugel um h=1,55mm zu hoch an. Um wie viel Prozent erhöht sich dadurch die Geschwindigkeit der Stahlkugel in der Gleichgewichtslage?

Meine Ideen:
Sehr geehrte Damen und Herren,
bei a) denke ich, dass l: 0,44 m, wenn man g: 10 m/s^2 benutzt.
bei b) denke ich, dass Tfeder: 1,32s ist ab Tfaden kann ich nicht weiterkommen.
Ich würde mich auf eine Antwort sehr freuen!
Mit freundlichen Grüßen,
FC

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

Ja, bei der a) und b) hab ich das auch raus. Thumbs up!

(ich hab dabei angenommen, dass man beim Fadenpendel die Kleinwinkelnäherung verwenden darf. Soetwas sollte aber eigentlich bei der Aufgabe angegeben sein, sonst würde es nicht so ganz stimmen...)
Bei der c) und würde ich mit der Energieerhaltung arbeiten. Bei beiden Pendeln wird ja eine Art von potentieller Energie (Spannenergie und Lageenergie bei Maximalausschlag) jeweils komplett in kinetische Energie umgewandelt. Bei der d) kannst Du dann auch mit Energieerhaltung arbeiten.

Gruß
Marco

Fernanda · Anmeldungsdatum: 24.04.2014 Beiträge: 5

Hi Marco!
Vielen Dank, dass mir so gute Tipps gibst smile

ich werde diese Aufgaben jetzt wieder lösen und sage Bescheid, was ich für Ergebnisse habe.
Nochmal vielen Dank smile

FC

Fernanda · Anmeldungsdatum: 24.04.2014 Beiträge: 5

Hiii, wie kann man hier bei b) die Länge des Fadenpendels bestimmen? Geht das ohne Energie, da ich noch keine Energie gelernt habe..

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

Fernanda · Anmeldungsdatum: 24.04.2014 Beiträge: 5

Hallo,
sorry, dass ich so lange brauchte smile

also,
a) l=0,433m
b) Tfeder = 1,32 s = Tfaden
c) Die höhe = Amplitude = 12 cm
d) um 1,24% erhöht

stimmt das, oder habe ich alles falsch gemacht? smile

Vielen Dank
grüß

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861