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Nachricht |
MoPad
Gast
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 MoPad Verfasst am: 29. Mai 2017 14:13 Titel: Federarbeit |
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Meine Frage:
Ich habe eine Feder (C=2N/mm) an welcher ein Seil befestigt ist welches horizontal verläuft bis hin zu einer Umlenkrolle. Das Seil verläuft dann senkrecht nach unten und ganz unten ist eine Masse(m=10kg) angehängt. Die Feder ist nicht vorbeansprucht und ich soll mir den Federweg ausrechnen wenn man die Masse aus der Ruhelage fallen lässt.
Meine Ideen:
Ich habe versucht mir die Federkraft auszurechen indem ich Summe aller Kräfte in y = 0 setze. Dabei habe ich Trägheitsmoment m*a, die Seilkraft (welche der Federkraft entsprechen müsste ?) und die Gewichtskraft. Dabei ergibt sich eine Kraft von ca. 860N was einen Federweg von 430 mm ergeben würde was ich jedoch nicht glaube, da dies sehr lange ist und der Federweg wenn man die Beschleunigung weglässt nur rund 5 cm beträgt. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
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| Mathefix Verfasst am: 29. Mai 2017 14:43 Titel: |
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Wie lautet die Formel für die Federkraft abhängig vom Federweg?
Wie gross ist die Gewichtskraft, die auf die Feder wirkt?
Damit solltest Du den Federweg bestimmen können. |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5888
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| Myon Verfasst am: 29. Mai 2017 18:16 Titel: |
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Ich würde die Aufgabe eher so verstehen, dass nach dem Weg gefragt ist, nach dem die Masse zum Stillstand gekommen ist und wieder nach oben beschleunigt wird. Bei diesem Umkehrpunkt sind die Kräfte aber nicht im Gleichgewicht.
Am Umkehrpunkt ist die kinetische Energie wie in der Ausgangslage gleich null, sodass die Abnahme der potentiellen Energie der Zunahme der Federenergie entspricht. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 29. Mai 2017 18:25 Titel: |
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| Myon hat Folgendes geschrieben: | Ich würde die Aufgabe eher so verstehen, dass nach dem Weg gefragt ist, nach dem die Masse zum Stillstand gekommen ist und wieder nach oben beschleunigt wird. Bei diesem Umkehrpunkt sind die Kräfte aber nicht im Gleichgewicht.
Am Umkehrpunkt ist die kinetische Energie wie in der Ausgangslage gleich null, sodass die Abnahme der potentiellen Energie der Zunahme der Federenergie entspricht. |
@Myon
Hatte ich auch erst gedacht. Da aber keine Fallhöhe angegeben ist, bin ich davon ausgegangen, dass die Masse bei gespanntem Faden losgelassen wird - Fallhöhe = 0. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 29. Mai 2017 18:30 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | ... bin ich davon ausgegangen, dass die Masse bei gespanntem Faden losgelassen wird - Fallhöhe = 0. |
Dann wäre der Federweg allerdings auch null. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 29. Mai 2017 18:37 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | ... bin ich davon ausgegangen, dass die Masse bei gespanntem Faden losgelassen wird - Fallhöhe = 0. |
Dann wäre der Federweg allerdings auch null. |
@GvC
Sehe ich nicht so. Die Gewichtskraft wirkt statisch auf die Feder und dehnt sie. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 29. Mai 2017 19:08 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | Sehe ich nicht so. Die Gewichtskraft wirkt statisch auf die Feder und dehnt sie. |
Aber wenn Du sie aus dieser Stellung "fallen" lässt, kommt kein Federweg dazu. Hast Du doch selbst gesagt: Fallhöhe 0. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
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| Mathefix Verfasst am: 29. Mai 2017 19:12 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | Sehe ich nicht so. Die Gewichtskraft wirkt statisch auf die Feder und dehnt sie. |
Aber wenn Du sie aus dieser Stellung "fallen" lässt, kommt kein Federweg dazu. Hast Du doch selbst gesagt: Fallhöhe 0. |
Hallo GvC
Vielleicht reden wir aneinander vorbei. Ich meine System Federwaage.
Gruss Jörg |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 29. Mai 2017 19:25 Titel: |
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Danach ist in der Aufgabe aber gar nicht gefragt. Laut Aufgabenstellung soll die Masse bei ungespannter Feder fallengelassen werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass die in der Aufgabenstellung genannte Ruhelage (aus der die Masse fallengelassen wird) diejenige ist, die man erreichen würde, wenn man die Masse aus der Gleichgewichtslage so weit anhebt, dass die Feder gerade ungespannt ist. Ein weiteres Anheben hätte angegeben werden müssen. Außerdem suggeriert schon der Threadtitel, dass es hier nicht um das Hookesche Gesetz geht.
Ich verstehe die Aufgabe jedenfalls so wie Myon:
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 29. Mai 2017 19:59 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | Danach ist in der Aufgabe aber gar nicht gefragt. Laut Aufgabenstellung soll die Masse bei ungespannter Feder fallengelassen werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass die in der Aufgabenstellung genannte Ruhelage (aus der die Masse fallengelassen wird) diejenige ist, die man erreichen würde, wenn man die Masse aus der Gleichgewichtslage so weit anhebt, dass die Feder gerade ungespannt ist. Ein weiteres Anheben hätte angegeben werden müssen. Außerdem suggeriert schon der Threadtitel, dass es hier nicht um das Hookesche Gesetz geht.
Ich verstehe die Aufgabe jedenfalls so wie Myon:
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Kann man so sehen, muss man aber nicht.
Zitat:"Die Feder ist nicht vorbeansprucht und ich soll mir den Federweg ausrechnen wenn man die Masse aus der Ruhelage fallen lässt."
Die Aufgabenstellung ist m- E. nicht eindeutig.[/u] |
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Auwi
Anmeldungsdatum: 20.08.2014
Beiträge: 602
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| Auwi Verfasst am: 29. Mai 2017 20:16 Titel: |
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gelöscht, wegen Unvollständigkeit.
Zuletzt bearbeitet von Auwi am 29. Mai 2017 20:20, insgesamt einmal bearbeitet |
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Auwi
Anmeldungsdatum: 20.08.2014
Beiträge: 602
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| Auwi Verfasst am: 29. Mai 2017 20:18 Titel: |
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m.E. kommt die Feder schlicht bei einer Dehnung um
s=m*g/D = 49,05 mm zum Stillstand |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 29. Mai 2017 20:24 Titel: |
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| Auwi hat Folgendes geschrieben: | m.E. kommt die Feder schlicht bei einer Dehnung um
s=m*g/D = 49,05 mm zum Stillstand |
So sehe ich das auch. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 29. Mai 2017 20:25 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | Auwi hat Folgendes geschrieben: | m.E. kommt die Feder schlicht bei einer Dehnung um
s=m*g/D = 49,05 mm zum Stillstand |
@ Auwi
So sehe ich das auch. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 29. Mai 2017 20:26 Titel: |
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[quote="Mathefix"][quote="Mathefix"] | Auwi hat Folgendes geschrieben: | m.E. kommt die Feder schlicht bei einer Dehnung um
s=m*g/D = 49,05 mm zum Stillstand |
@ Auwi
So sehe ich das auch. |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5888
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| Myon Verfasst am: 29. Mai 2017 20:32 Titel: |
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Das Kräftegleichgewicht herrscht in der neuen Ruhelage, nachdem die Masse aufgehört hat zu schwingen. Wegen des "wenn man die Masse fallen lässt" in der Aufgabenstellung hätte ich eher an den Weg bis zur maximalen Dehnung der Feder gedacht. Aber es ist nicht ganz klar, was wirklich gefragt ist - der Thread-Ersteller, der unserer Diskussion wahrscheinlich gar nicht mehr folgt, kann sich ja aussuchen, was ihm besser gefällt;) |
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