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nils1992
Anmeldungsdatum: 21.01.2015
Beiträge: 8
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 nils1992 Verfasst am: 21. Jan 2015 12:31 Titel: Harmonische Schwingungen eines Bretts |
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Hallo ich mache gerade eine übungsklausuraufgabe und komme nicht weiter....
Aufgabe
Ein brett führt harmonische schwingungen der periodendauer T= 5s aus,wobei die amplitude A langsam von 0 beginnend zunimmt. Ein körper , der auf dem brett liegt, beginnt bei A= 0,6m zu rutschen .
Berechne haftreibungskoeffizienten (mü) zwischen brett und körper!
Bitte um hilfe  |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7462
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| Steffen Bühler Verfasst am: 21. Jan 2015 13:39 Titel: |
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Willkommen im Physikerboard!
Der Körper beginnt ja zu rutschen, wenn seine Haftreibungskraft  ihn nicht mehr "halten kann". Und das ist dann der Fall, wenn die Kraft, die er durch das schwingende Brett erfährt, größer ist als diese Haftreibungskraft.
Welche Kraft tritt denn bei der sinusförmigen Bewegung des Bretts auf?
Viele Grüße
Steffen |
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nils1992
Anmeldungsdatum: 21.01.2015
Beiträge: 8
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| nils1992 Verfasst am: 21. Jan 2015 14:31 Titel: |
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Die Gewichtskraft ? |
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 21. Jan 2015 15:22 Titel: |
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@nils1992,
aufgrund der Schwingung verändert sich periodisch die Lage des Bretts. Es wird also gegen die Horizontale gekippt. Diese Schrägstellung des Bretts, kannst du dir als schiefe Ebene vorstellen. Die von dir genannte Kraft (Gewichtskraft) lässt sich zerlegen. Eine Komponente parallel zur Oberfläche des geneigten Brettes und eine Komponente orthogonal zur Oberfläche.
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Die Naturwissenschaft braucht der Mensch zum Erkennen, den Glauben zum Handeln. (Max Planck)
"I had a slogan. The vacum is empty. It weighs nothing because there's nothing there. (Richard Feynman) |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7462
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| Steffen Bühler Verfasst am: 21. Jan 2015 15:54 Titel: |
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| nils1992 hat Folgendes geschrieben: | | Die Gewichtskraft ? |
Nein, es geht mir um die Trägheit. Der Körper wird doch auf dem Brett hin- und herbeschleunigt, wenn dieses mit 0,2 Hz schwingt. Bei geringen Amplituden dieser Querbewegung sind die Kräfte noch gering, steigt die Amplitude, steigt auch die Kraft.
Kannst Du diese Kraft berechnen? Mit Plancks Hinweisen kommst Du übrigens leider nicht weiter, das Brett steht ja nicht schräg und wird auch nicht gekippt. |
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nils1992
Anmeldungsdatum: 21.01.2015
Beiträge: 8
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| nils1992 Verfasst am: 21. Jan 2015 16:21 Titel: |
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Nein leider nicht ,ich komme einfach nicht drauf ....
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7462
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| Steffen Bühler Verfasst am: 21. Jan 2015 16:30 Titel: |
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Das Brett bewegt sich doch hin und her. Die Bewegungsgleichung für die Position des Körpers ist somit
=A \cdot \sin \left(\frac {2 \pi }{5s} \cdot t \right))
Die Kraft, die dabei auf den Körper wirkt, ist durch Newtons Axiom beschrieben.
Jetzt? |
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nils1992
Anmeldungsdatum: 21.01.2015
Beiträge: 8
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| nils1992 Verfasst am: 21. Jan 2015 17:30 Titel: |
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Kannst du mir den restlichen rechenweg noch geben ich finde nichts in meinen aufzeichnungen dazu. Da wäre es für mich einfacher alles nachzuvollziehen
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7462
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| Steffen Bühler Verfasst am: 21. Jan 2015 17:33 Titel: |
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Weißt Du denn, wie Newton die Kraft definiert?
Und habt Ihr schon Ableitungen gehabt? |
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nils1992
Anmeldungsdatum: 21.01.2015
Beiträge: 8
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| nils1992 Verfasst am: 21. Jan 2015 17:40 Titel: |
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Ableitungen ja |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7462
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| Steffen Bühler Verfasst am: 21. Jan 2015 17:43 Titel: |
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Und Newton hat gesagt F=ma.
Und die Beschleunigung a(t) ist die zweite Ableitung des Weges s(t).
Jetzt wieder Du. |
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nils1992
Anmeldungsdatum: 21.01.2015
Beiträge: 8
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| nils1992 Verfasst am: 21. Jan 2015 17:59 Titel: |
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Keine ahnung bin eine physikniete ....
F=ma ich hab doch aber keine masse dann? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7462
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| Steffen Bühler Verfasst am: 21. Jan 2015 18:07 Titel: |
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Die Masse brauchst Du hier nicht, denn der Körper fängt an zu rutschen, wenn diese Kraft gleich der Haftreibungskraft ist. Die hängt direkt (über µ) zusammen mit der Gewichtskraft. Und in der steckt netterweise ja ebenfalls die Masse: F=mg. Jedenfalls, wenn das Brett auf der Erde schwingt.
Somit vergleichen wir µmg mit ma, und da auf beiden Seiten m steht, das ja auch nicht Null ist, können wir das wegdividieren.
Jetzt musst Du also nur noch die Beschleunigung ausrechnen, bei der der Körper wegrutscht. Alles andere ist bekannt, so kannst Du µ ausrechnen. |
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nils1992
Anmeldungsdatum: 21.01.2015
Beiträge: 8
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| nils1992 Verfasst am: 21. Jan 2015 18:17 Titel: |
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Ich hab 0,9 m/s als beshleunigung stimmt das? |
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 21. Jan 2015 18:57 Titel: |
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@Steffen Bühler,
woher nimmst du die Information, dass das Brett quer schwingt?
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7462
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| Steffen Bühler Verfasst am: 21. Jan 2015 21:14 Titel: |
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| nils1992 hat Folgendes geschrieben: | | Ich hab 0,9 m/s als beshleunigung stimmt das? |
Ja, es ist etwas mehr (ich hab 0,946), aber das passt. Bis auf die Einheit, die ist natürlich  .
Wie groß ist also  ? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7462
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| Steffen Bühler Verfasst am: 21. Jan 2015 21:23 Titel: |
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| planck1858 hat Folgendes geschrieben: |
woher nimmst du die Information, dass das Brett quer schwingt? |
Alles andere ergibt keinen Sinn, wenn nach Haftreibung gefragt ist. Das Brett schwingt sinusförmig, mit einer bestimmten Amplitude. Auf und ab scheidet aus, da käme die Haftreibung nicht zum Tragen.
Aber auch Dein angenommenes Verdrehen oder Kippen passt nicht, denn wo erscheint da die Amplitude? Höchstens einen Drehwinkel könnte man hier angeben, dann muss das Brett aber mit diesem nicht schwingen, ab einem gewissen Winkel rutscht der Körper auch so.
Viele Grüße
Steffen |
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nils1992
Anmeldungsdatum: 21.01.2015
Beiträge: 8
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| nils1992 Verfasst am: 21. Jan 2015 22:03 Titel: |
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Ja habe horizontal in der aufgabenstellung vergessen
mache morgen die rechnung noch  |
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