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Aufgaben: Auslenkung Federschwinger
 
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Felipo95



Anmeldungsdatum: 27.02.2015
Beiträge: 107

Beitrag Felipo95 Verfasst am: 16. Okt 2015 17:55    Titel: Aufgaben: Auslenkung Federschwinger Antworten mit Zitat

Hallo,

ich habe hier 2 kurze Aufgaben, die ich versucht habe zu lösen.
Bei beiden muss eine Auslenkung berechnet werden.
Meine Ansätze und auch meine Ergebnisse scheinen mir zwar logisch bzw realistisch aber in beiden Fällen komme ich leider nicht auf die geforderten Ergebnisse.
Die Aufgaben, Lösungsansätze sowie die geforderten Ergebnisse findet ihr im Anhang.
Ich würde mich freuen, wenn ihr mir weiterhelfen könnt und mir meine Fehler zeigen könnt.

Vielen Dank im Voraus!

MfG Felipo



Aufgaben.pdf
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Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5862
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 16. Okt 2015 18:16    Titel: Antworten mit Zitat

zu Aufgabe 2)
Meine Idee:
Berechne die zusätzliche Längenänderung der Feder durch die kin. Energie



und addiere sie zu der Auslenkung von 3 cm.
Felipo95



Anmeldungsdatum: 27.02.2015
Beiträge: 107

Beitrag Felipo95 Verfasst am: 16. Okt 2015 19:46    Titel: Antworten mit Zitat

Leider klappt das auch nicht.
Mit deinem Ansatz komme ich auf 11,66cm.
Duncan
Gast





Beitrag Duncan Verfasst am: 16. Okt 2015 20:19    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:
zu Aufgabe 2)

Berechne die zusätzliche Längenänderung der Feder durch die kin. Energie



und addiere sie zu der Auslenkung von 3 cm.

Das ist doch (wieder mal) Quatsch.
rg2
Gast





Beitrag rg2 Verfasst am: 16. Okt 2015 20:19    Titel: Antworten mit Zitat

Bei Nr 2 stimmt der Ansatz
da kommt 9.2cm raus

Bei Nr 1 muss 30N/m in den Nenner
da komme ich auf 17.3cm
Felipo95



Anmeldungsdatum: 27.02.2015
Beiträge: 107

Beitrag Felipo95 Verfasst am: 16. Okt 2015 21:12    Titel: Antworten mit Zitat

rg2 hat Folgendes geschrieben:
Bei Nr 2 stimmt der Ansatz
da kommt 9.2cm raus

Bei Nr 1 muss 30N/m in den Nenner
da komme ich auf 17.3cm


Vielen Dank für dein Statement!
Das mit den 30 N/m war das einzige, wo ich mir nicht ganz sicher war.

Aber wenn selbst ihr nicht auf die geforderten Werte kommt, muss wohl der Fehler wohl irgendwo in der Aufgabe liegen.

Anbei habe ich gleich noch ein Aufgabe zum Thema Schwingungen bzw. relativen Fehler, wo mein Ergebnis auch abweicht von dem geforderten Ergebnis. Wäre super, wenn ihr euch das auch nochmal ansehen könntet.



Aufgabe 3.pdf
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rg2
Gast





Beitrag rg2 Verfasst am: 16. Okt 2015 21:55    Titel: Antworten mit Zitat

Hier müsstest du dir mal überlegen wie lange
so eine Kreisbewegung dauert
das ist nicht ganz so einfach
Felipo95



Anmeldungsdatum: 27.02.2015
Beiträge: 107

Beitrag Felipo95 Verfasst am: 16. Okt 2015 22:09    Titel: Antworten mit Zitat

rg2 hat Folgendes geschrieben:
Hier müsstest du dir mal überlegen wie lange
so eine Kreisbewegung dauert
das ist nicht ganz so einfach


OK, da kann ich doch die Formel für das physikalische Pendel nehmen und die Periode berechnen.... aber was dann ?
rg2
Gast





Beitrag rg2 Verfasst am: 16. Okt 2015 22:19    Titel: Antworten mit Zitat

Das Pendelperiode ist ein Teil der Aufgabe
und ist bekannt



aber jetzt brauchst du die Zeit,die das Pendel für eine
Kreisbewegung braucht

damit sich die Pendelmasse auf einer Kreisbahn
bewegen kann braucht es eine Zentripedalkraft
die sieht beim Pendel so aus



damit kann man jetzt die Zeit für einen Umlauf berechnen
Felipo95



Anmeldungsdatum: 27.02.2015
Beiträge: 107

Beitrag Felipo95 Verfasst am: 17. Okt 2015 15:30    Titel: Antworten mit Zitat

Ich danke Dir rg2, so kommt man dann tatsächlich auf ziemlich genau 0,2%.
Rechnerisch ja eigl ziemlich simpel aber wie ist dafür die Begründung (abgesehen von den Formeln)?
Felipo95



Anmeldungsdatum: 27.02.2015
Beiträge: 107

Beitrag Felipo95 Verfasst am: 17. Okt 2015 16:10    Titel: Antworten mit Zitat

rg2 hat Folgendes geschrieben:

Bei Nr 1 muss 30N/m in den Nenner
da komme ich auf 17.3cm


Ich muss hier doch nochmal nachhaken.
Wenn ich delta L mit 30N/m im Nenner rechne komme ich auf 0,2616.
Logischerweise genau die Hälfte von dem Ergebnis, was ich in meinem Ansatz stehen habe.
Meine Formel für x(t) bleibt ja gleich, nur dass ich das neue delta L einsetze.
Ich komme dabei auf 8,87cm.
Wie kommst Du da auf die 17,3cm ?
rg2
Gast





Beitrag rg2 Verfasst am: 17. Okt 2015 18:44    Titel: Antworten mit Zitat

Gefragt war ja nach dem Abstand vom Startpunkt nach 0.2s

das sind dann 26.16cm-8.87cm
Felipo95



Anmeldungsdatum: 27.02.2015
Beiträge: 107

Beitrag Felipo95 Verfasst am: 17. Okt 2015 18:53    Titel: Antworten mit Zitat

rg2 hat Folgendes geschrieben:
Gefragt war ja nach dem Abstand vom Startpunkt nach 0.2s

das sind dann 26.16cm-8.87cm


Aber der Startpunkt ist doch bei t=0 ( also Null Auslenkung).
demnach ist der Abstand nach 0,2s die Auslenkung (8,87cm).
Wenn der Startpunkt die maximale Amplitude wäre, dann wäre es doch 26,16cm - 8,87cm oder wie ist das zu verstehen ?
rg2
Gast





Beitrag rg2 Verfasst am: 17. Okt 2015 19:03    Titel: Antworten mit Zitat

Felipo95 hat Folgendes geschrieben:

Aber der Startpunkt ist doch bei t=0 ( also Null Auslenkung).

Eben nicht
die Gleichgewichtslage ist Null Auslenkung
der Startpunkt ist aber nicht die Gleichgewichtslage
sondern eine Auslenkung um 26.16cm oberhalb der Gleichgewichtslage
Felipo95



Anmeldungsdatum: 27.02.2015
Beiträge: 107

Beitrag Felipo95 Verfasst am: 17. Okt 2015 19:12    Titel: Antworten mit Zitat

OK.
In der Aufgabe steht ja, dass bei t=0 die Masse genau zwischen oberer und unterer Wand losgelassen wird.
Also ist in diesem Moment die Auslenkung beider Federn 26,16cm ?
Aber wenn die Masse nun beginnt (von oben nach unten) zu schwingen, wird eine feder doch immer noch ein stück weiter gestreckt als 26,16m.
Sry, ich glaube Dir natürlich, ich kann mir das nur noch nicht ganz vorstellen.
rg2
Gast





Beitrag rg2 Verfasst am: 17. Okt 2015 19:30    Titel: Antworten mit Zitat

Felipo95 hat Folgendes geschrieben:
Also ist in diesem Moment die Auslenkung beider Federn 26,16cm ?

die Auslenkung der Masse ist 26,16cm


die Gleichgewichtslage des Pendels
befindet sich 26,16cm unterhalb der Startposition
aus dieser Position wird das Pendel ausgelekt
die Werte die du mit dem cosinus berechnest beziehen sich immer
auf die Gleichgewichtslage
Setzt doch in dem Beispiel beim Cosinus t=0 ein
dann kommt 26,16cm raus
Felipo95



Anmeldungsdatum: 27.02.2015
Beiträge: 107

Beitrag Felipo95 Verfasst am: 17. Okt 2015 19:36    Titel: Antworten mit Zitat

OK, ja macht Sinn.
Das mit den t=0 einsetzen ist ne gute Idee.
Danke!
Felipo95



Anmeldungsdatum: 27.02.2015
Beiträge: 107

Beitrag Felipo95 Verfasst am: 17. Okt 2015 20:32    Titel: Antworten mit Zitat

Ich hoffe es ist OK, wenn ich hier noch eine weitere Frage stelle zum Thema Schwingungen.
Bei einer Aufgabe, die mir eigentlich recht simpel erscheint komme ich nämlich auch nicht auf das geforderte Ergebnis.
Ich würde mich freuen wenn ihr diese kleine kurze Aufgabe auch nochmal Korrekturlesen könntet.



Aufgabe 4.pdf
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rg2
Gast





Beitrag rg2 Verfasst am: 18. Okt 2015 10:32    Titel: Antworten mit Zitat

In der Aufgabe hat man ein physikalisches Pendel
und kein mathematisches

bei der Fehlerrechnung müsstest du mal hinschreiben
wie ihr das macht
bei meiner Rechnung komme ich nicht auf den Wert
Felipo95



Anmeldungsdatum: 27.02.2015
Beiträge: 107

Beitrag Felipo95 Verfasst am: 18. Okt 2015 12:11    Titel: Antworten mit Zitat

rg2 hat Folgendes geschrieben:
In der Aufgabe hat man ein physikalisches Pendel
und kein mathematisches

bei der Fehlerrechnung müsstest du mal hinschreiben
wie ihr das macht
bei meiner Rechnung komme ich nicht auf den Wert


Hallo rg2,

vielen Dank für deine Hilfe, auf dich ist echt verlass!

Das mit den physikalischen Pendel werde ich probieren, ob ich so dann auf die geforderte Lösung komme.

Für den zufälligen Fehler habe ich folgende Formel in meiner Formelsammlung:



Gruß Felipo
Felipo95



Anmeldungsdatum: 27.02.2015
Beiträge: 107

Beitrag Felipo95 Verfasst am: 18. Okt 2015 21:57    Titel: Antworten mit Zitat

Der Aufgabenteil a) hat mit der Formel des physikalischen Pendels problemlos geklappt.

Auf den richtigen Wert für den zufälligen Fehler im Aufgabenteil b) komme ich aber auch nicht, sondern auf 0,63cm anstelle der geforderten 1,5cm.

Im Anhang dazu mal meine Rechnung, mit allen notwendigen Formeln dazu.



zufälliger Fehler.pdf
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rg2
Gast





Beitrag rg2 Verfasst am: 18. Okt 2015 22:26    Titel: Antworten mit Zitat

Du musst bei deiner Fehlerrechnung zunächst
die Zeitwerte durch 10 dividieren
T=1.5s
rg2
Gast





Beitrag rg2 Verfasst am: 18. Okt 2015 23:12    Titel: Antworten mit Zitat

Ich würde mal



nach l auflösen und dann nach T ableiten

kommt schließlich das raus



T ist der Mittelwert 1.5s

dann kommen auch die 1.5cm raus
Felipo95



Anmeldungsdatum: 27.02.2015
Beiträge: 107

Beitrag Felipo95 Verfasst am: 19. Okt 2015 16:22    Titel: Antworten mit Zitat

So ganz kann ich das leider noch nicht nachvollziehen.
Was setzt Du denn für deltaT ein ?
rg2
Gast





Beitrag rg2 Verfasst am: 20. Okt 2015 00:04    Titel: Antworten mit Zitat

ist üblicherweise die Standartabweichung der Zeitmessung
dann bekommt man nährungsweise
die Standartabweichung der Pendellänge



oder villeicht so



dann



so würde ich das machen
du musst es aber so machen wie ihr es gelernt habt
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