Harmonisches Fadenpendel im Deutschen Museum

Apo · Anmeldungsdatum: 22.04.2017 Beiträge: 67

Hallo zusammen,
ich habe Probleme mit den folgenden Aufgaben:
Im Turm des deutschen Museums in München hängt an einem Draht eine Beikugel der Masse m=30 kg. Die Drahtmasse ist zu vernachlässigen. Dieses l=60 m lange Pendel wird seitlich ausgelenkt. In horizontale Richtung wird die Auslenkung x=2,0 m gemessen.
a) Berechnen sie für diese Auslenkung den Auslenkungswinkel des Pendels und die Höhe, um welche der Pendelkörper angehoben wird.
Das Pendel wird nun losgelassen.
b) Ermitteln sie die maximale Geschwindigkeit, die der Pendelkörper erreichen kann.
c) Warum nimmt die Amplitude im Laufe der Zeit ab?
d) Wie hoch kommt die Kugel noch über die Gleichgewichtslage, wenn ihre mechanische Energie um 4,0 J abgenommen hat?
Zum Zeitpunkt t0 = 0 s wird die um x=2,0 m ausgelenkte Kugel losgelassen. Ihre Schwingung wird jetzt als ungedämpft harmonisch angesehen.
e) Zu welchem Zeitpunkt ist der Betrag der Geschwindigkeit zum ersten Mal halb so groß wie die maximale Geschwindigkeit?
f) Wie würde sich die Frequenz des Pendels ändern, wenn im Winter durch einen Heizungsausfall die Temperatur deutlich sinken würde? Begründen sie ihre Antwort!

Ich hatte bislang folgende Ideen:
a) Den Auslenkungswinkel könnte man mit sin Alpha = l/x berechnen.
b) Die maximale Geschwindigkeit ergibt sich soweit ich weiß durch

c) Ich schätze mal weil dem System Energie entzogen wird bzw. aufgrund
dem Luftwiderstand, ...
d) - f) keine Ahnung

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

Apo · Anmeldungsdatum: 22.04.2017 Beiträge: 67

danke für deine Antwort. Du hast mir echt sehr weitergeholfen! smile