Federpendel - Energieumwandlungen

diedumda · Anmeldungsdatum: 02.06.2016 Beiträge: 1

Meine Frage:
Ich wollte mal den Energieerhaltungssatz überprüfen anhand eines Beispiels (hier: Federpendel).

Ich habe aber noch Probleme, die Stadien zu markieren, bei welchen jeweils eine Energieform maximal ist.

Meine Ideen:
Beim Federpendel-Versuch besteht die Gesamtenergie aus der kinetischen Energie und der Spann-/Lageenergie.
Ich dachte, die Lageenergie sei maximal am höchsten Punkt (Feder loslassen), die restlichen seien Null.
Die Bewegungsenergie sei dann bei der Stelle der Ruhelage maximal, die resltichen Null.
Bei der Spannenergie dachte ich, dass nach der Ruhelage sich die Feder ein Stück witerbewegt. Bei der größten Auslenkung sei dann die Spannenergie maximal, die restlichen Null.

Die Lehrerin meinte, es sei nicht richtig, gab mir aber keine Begründung.

hansguckindieluft · Anmeldungsdatum: 23.12.2014 Beiträge: 1212

Hallo,

wo die Lageenergie Null ist, hängt ja davon ab, wo Du das Nullniveau definierst.
Die kinetische Energie ist auf jeden Fall beim Durchgang durch die Gleichgewichtslage maximal. Die Spannenergie der Feder ist nicht zwangsläufig am höchsten Punkt der Schwingung Null. Das wäre nur dann der Fall, wenn man die Masse zu Beginn der Schwingung genau soweit anhebt, dass die Feder gerade entspannt ist.

Beim (vertikalen) Federpendel ist ja in der Gleichgewichtslage die Feder bereits gespannt, und zwar so weit, dass sich die Federkraft und die Gravitationskraft genau aufheben. Normalerweise definiert man die Gleichgewichtslage als Nullpunkt und nicht den Punkt, bei dem die Feder ungespannt ist. Das hat den Vorteil, dass dann die Gravitation in der Differentialgleichung nicht berücksichtigt werden muss.

Gruß