Schwingungen: Kombinierte Federn

Horst21 · Anmeldungsdatum: 16.04.2013 Beiträge: 2

Hallo zusammen

Ich stehe wiedereinmal in den Prüfungsvorbereitungen und komme nicht weiter.

Folgende Ausgangslage ist gegeben:

http://place36.placementtester.com:8080/hslu-ta/web/MatUndPh000/Public_Html/rotationspendel1.PNG

Die Spiralfeder hat die Rückstellkonstante K, die angebrachte Feder k.
Die Auslenkung beträgt θ.

Hinweis: Für die gesamte Aufgabe kann die Näherung kleiner Winkel θ verwendet werden.

Aufgabenstellung für A:
http://place36.placementtester.com:8080/hslu-ta/web/MatUndPh000/Public_Html/rotationspendel2.png

Das Rad wird mit Hilfe eines Federkraftmessers um den Winkel θ ausgelenkt. Der Federkraftmesser greift im Abstand r von der Drehachse an und zeigt die Kraft F an. Dabei bilden der Radiusvektor r und die Richtung des Federkraftmessers den Winkel α. Bestimmen Sie die Rückstellkonstante K aus den folgenden Zahlenwerten:
θ =12∘, F=0.45N, α =30∘, r=19cm, k=3.4N/m

Vorgehensweise:

1. Auslenkung berechnen (x)

(2 Möglichkeiten, beide ergeben das selbe Resultat, wenn gerundet)

x = sin(θ) * r
x = 2r * Pi * θ / 360
x = 0.0398m

2. Tangentiale Kraft berechnen (Fx)

Fx = F * sin(α)
Fx = 0.225N

3. Federkraft des Kraftmessers über Distanz x berechnen (Kx)

Kx = Fx / x
Kx = 5.653 N/m

4. Rückstellkonstante für K berechnen

(Gemeinsames rückstellendes Drehmoment)

Kx = k + K
K = Kx - k
K = 2.253

Die Aufgabe muss online eingegeben werden, man erhält lediglich das Resultat Richtig/Falsch und keine numerische Lösung. Mein ausgerechnetes Resultat wird als falsch angezeigt.

Hat mir jemand einen Denkanstoss? Vielen Dank!

jumi · Gast

Einheit für das gesuchte K ist Nm. (oder Nm/rad, wenn man unbedingt die unnütze Einheit rad verwenden will).
Ich denke K ist die Federkonstante der Spiralfeder, nicht die "Rückstellkonstante".
Einheit für k ist N/m
Man kann also k und K nicht addieren.

Rechne:
Auslenkung = theta
Drehmoment der Kraft F ist F*r*sin(alpha)
Rückstellmoment der Spiralfeder ist K*theta
Rückstellmoment der Schraubenfeder ist k*r*theta

jumi · Gast

Tippfehler in meinem letzten Beitrsg:
Rückstellmoment der Schraubenfeder natürlich:
k*r²*theta (unter der Voraussetzung,dass dieses Moment = 0 für theta=0).

horst211 · Gast

Danke, das war die Lösung.

Genauer lesen und die Einheiten beachten würde wohl kaum schaden Augenzwinkern