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Hinnrich20
Anmeldungsdatum: 08.12.2016
Beiträge: 1
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 Hinnrich20 Verfasst am: 08. Dez 2016 14:50 Titel: Feder-Pendel System berechnen |
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Meine Frage:
Hi. Bin im Moment dabei Physik zu lernen und komme bei einer Aufgabe einfach nicht weiter, sitze bestimmt schon 5 Stunden daran. Die Aufgabe lautet:
Bei Erschütterungen schwingt der auf Federn aufgehängte Sitz eines Traktors vertikal mit f0=10,5 Hz. Nimmt der Fahrer Platz schwingt der Sitz nur noch mit f1=1,5Hz. Um welche Strecke senkt sich der Sitz, wenn sich der Fahrer draufsetzt?
Schon mal ein Danke im Voraus
Meine Ideen:
gegeben: f0=10,5Hz ; f1=1,5Hz ; g=9,81m/s² ; Federkonstante D=konstant
Masse/Auslenkung ohne Fahrer m1,s1 ; mit Fahrer m2,s2
D= F1/s1 => m1*g=D*s1
D= F2/s2 => m2*g=D*s2
f0=(1/2*PI)*Wurzel(D/m1)
f1=(1/2*PI)*Wurzel(D/m2)
Habe mir also gedacht, da die Federkonstante gleich bleibt, egal bei welcher Masse, müsste sich diese später schon mal rauskürzen lassen. Und da ich f0 und f1 habe kann ich diese gleich setzen.
Aber da ich aber kein m1,m2,s1, oder s2 habe komme ich nicht weiter. |
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isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2903
Wohnort: München
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| isi1 Verfasst am: 08. Dez 2016 15:30 Titel: Re: Feder-Pendel System berechnen |
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| Hinnrich20 hat Folgendes geschrieben: | f0=(1/2*PI)*Wurzel(D/m1)
f1=(1/2*PI)*Wurzel(D/m2). |
Nur zur Information: da hast die Klammern falsch gesetzt, Hinnrich, das liest sich so: f1=(½ * PI)*Wurzel(D/m2), die erste Klammer ist sinnlos, Du müsstest das 2*PI klammern.
Aber zur Sache:
Die meinen, Du kannst zuerst mit Deiner Formel das Verhältnis der Massen bestimmen und dann mit der Formel F=D*s die Einsinktiefe.
Also m₁/(m₁+m₂)=f₂²/f₁² = (1,5/10,5)²= 1/49
Dann ist m2 48 mal so schwer wie m1
Wegen F=D*s kannst auch sagen, die Eindrücktiefe mit Fahrer ist 49 mal so tief wie die des Sitzes alleine.
Für die wirkliche Eindrücktiefe wäre noch z.B. das Fahrergewicht nötig. Dann könntest Du aus der ersten Formel das D bestimmen und aus der zweiten die zusätzliche Eindrücktiefe.
Vielleicht magst nochmal die Aufgabenstellung im Original ansehen?
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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
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autor237
Anmeldungsdatum: 31.08.2016
Beiträge: 509
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| autor237 Verfasst am: 08. Dez 2016 22:32 Titel: |
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Hallo!
Es sind zu viele Unbekannte. Da fehlt noch eine Angabe. Ich denke, man sollte die Masse des Fahrers schätzen. Nehmen wir mal 80 kg an.
Damit kannst du dann die Masse der Anordnung ohne Fahre eliminieren und die Federkonstante berechnen. Damit kannst du dann aus dem Hoockeschen Gesetz die Stauchung des Sitzes durch den Fahrer ermitteln. Beachte dabei, dass der Sitz ohne Fahrer schon eine Vorstauchung hat. Somit ist die Gesuchte zusätzliche Stauchung durch den Fahrer die Differenz aus der Vorstauchung und der Stauchung mit Fahrer. |
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autor237
Anmeldungsdatum: 31.08.2016
Beiträge: 509
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| autor237 Verfasst am: 09. Dez 2016 17:46 Titel: |
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Die Aussage, dass man noch eine Angabe benötigt, nehme ich wieder zurück. Die Masse des Fahrers m_F kürzt sich bei weiteren Umformungen heraus. Somit reichen die drei Angaben für die Stauchung durch den Fahrer s_F.
Dazu musst du in der Frequnzgleichung für f_1 für m_1=m_0+m_F setzen und soweit umformen, dass du m_0 eliminieren kannst um nach der Federkonstanten D aufzulösen. Diese Formel setzt du dann in die Gleichung:
s_F=m_F*g/D ein. Dabei kürzt sich m_F heraus.
Tja, das habe ich wohl gestern nicht gleich gesehen. |
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isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2903
Wohnort: München
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| isi1 Verfasst am: 09. Dez 2016 17:52 Titel: |
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| autor237 hat Folgendes geschrieben: | Frequnzgleichung für f_1 für m_1=m_0+m_F setzen und soweit umformen, dass du m_0 eliminieren kannst um nach der Federkonstanten D aufzulösen. Diese Formel setzt du dann in die Gleichung:
s_F=m_F*g/D ein. Dabei kürzt sich m_F heraus. |
Zeig doch mal, bitte.
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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3320
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 09. Dez 2016 19:36 Titel: Re: Feder-Pendel System berechnen |
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Willkommen im Forum Hinnrich20!
EDIT Irrtum:
Hast sicher mitbekommen, daß wir die komplette und überprüfte Originalfassung
der Aufgabe benötigen plus alle eventuellen Zusatzinformationen: Skizze, Überschrift,
Musterlösung, Hinweise des Lehrers oder ähnliches.
Ansonsten kriegt man den Trecker nicht flott. 
Zuletzt bearbeitet von franz am 10. Dez 2016 23:25, insgesamt einmal bearbeitet |
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autor237
Anmeldungsdatum: 31.08.2016
Beiträge: 509
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| autor237 Verfasst am: 10. Dez 2016 21:52 Titel: |
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@isi1
Die Aussage war in Verbindung mit der Zweiten Gleichung für f_0 gemeint. Man hat zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten.
daraus folgt:
und wie man sieht, kürzt sich m_F beim Einsetzen in s_F=m_F*g/D heraus |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 11. Dez 2016 10:53 Titel: |
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Danke für die raffinierte Lösung, habe mich gefreut! 
Mit der im Hinterkopf könnte man schreiben
Hallo Hinnrich20!
Interessiert Dich die Lösung Deines Problems noch, nachdem sich mindestens vier Leute einige Zeit darum gekümmert haben? mfG |
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