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Zeitabhängige Kraft integrieren
 
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k.a.



Anmeldungsdatum: 17.06.2017
Beiträge: 6

Beitrag k.a. Verfasst am: 17. Jun 2017 17:47    Titel: Zeitabhängige Kraft integrieren Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Ein Körper mit der Masse 3,0 kg befi ndet sich zur Zeit t = 0 an der Stelle x = 0 und hat die Geschwindigkeit v = 1; 5 m/s.
Auf ihn wirkt die zeitabhängige Kraft F(t) = b sin(φt) N. (b = 4; 0 N, φ = 1; 0 s^-1)
Bestimmen Sie x(t).

Meine Ideen:
Ich weiß aus der gegebene Lösung, wenn ich 2mal integriere soll ich bekommen: x(t)=(-b/m*φ²) *sin(φt) +C*t wobei C=2,8 m/s. Wie komme ich zu dieser Lösung?
Omega mit φ getauscht



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Zuletzt bearbeitet von k.a. am 18. Jun 2017 13:00, insgesamt einmal bearbeitet
k.a.



Anmeldungsdatum: 17.06.2017
Beiträge: 6

Beitrag k.a. Verfasst am: 17. Jun 2017 18:12    Titel: Re: Integrieren Antworten mit Zitat

https://preview.ibb.co/k7ZoyQ/Screenshot_1.png
https://image.ibb.co/kERqCk/Screenshot_2.png
Auwi



Anmeldungsdatum: 20.08.2014
Beiträge: 602

Beitrag Auwi Verfasst am: 17. Jun 2017 20:02    Titel: Antworten mit Zitat

Man sollte sich eigentlich, ehe man andere einbezieht, seinen eigenen "Mist" nochmal durchlesen...z.B diesen:
Zitat:
Geschwindigkeit v = 1; 5 m/s.
Auf ihn wirkt die zeitabhängige Kraft F(t) = b sin(?t) N. (b = 4,0 N, ? = 1,0 s^-1)
k.a.



Anmeldungsdatum: 17.06.2017
Beiträge: 6

Beitrag k.a. Verfasst am: 18. Jun 2017 12:44    Titel: Antworten mit Zitat

Auwi hat Folgendes geschrieben:
Man sollte sich eigentlich, ehe man andere einbezieht, seinen eigenen "Mist" nochmal durchlesen...z.B diesen:
Zitat:
Geschwindigkeit v = 1; 5 m/s.
Auf ihn wirkt die zeitabhängige Kraft F(t) = b sin(?t) N. (b = 4,0 N, ? = 1,0 s^-1)

Bitte endschuldigen Sie das Missverständnis. Da wo "?" steht, soll eigentlich omega stehen. Ich bin zum ersten mal auf dieser Seite und wusste nicht, dass omega ein problem sein würde. Vielleicht hilfe mit dieser omega ding wäre auch schön Big Laugh.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5860
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 19. Jun 2017 11:29    Titel: Antworten mit Zitat

Ist x(t) nicht der Weg?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 19. Jun 2017 14:10    Titel: Antworten mit Zitat

In der originalen Aufgabenstellung ist ein Fehler. Dort wird die Kraft als



angegeben mit



Dann hätte die Kraft die Einheit N². Das kann nicht sein. Also ist entweder bei F oder bei b die Einheit N (Newton) zuviel.

Ansonsten baut die Aufgabe auf den grundsätzlichen Definitionen von Geschwindigkeit und Beschleunigung auf:

Die Beschleunigung ist die erste Ableitung der Geschwindigkeit nach der Zeit, also ist die Geschwindigkeit das Integral der Beschleunigung über der Zeit.

Die Geschwindigkeit ist die erste Ableitung des Weges nach der Zeit, also ist der Weg das Integral der Geschwindigkeit über der Zeit.

Wenn also die Beschleunigung a gegeben ist



muss sie zweimal integriert werden, um den zurückgelegten Weg zu erhalten.
k.a.



Anmeldungsdatum: 17.06.2017
Beiträge: 6

Beitrag k.a. Verfasst am: 19. Jun 2017 16:32    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:
Ist x(t) nicht der Weg?

Ja, x(t) ist der Weg.
k.a.



Anmeldungsdatum: 17.06.2017
Beiträge: 6

Beitrag k.a. Verfasst am: 19. Jun 2017 16:44    Titel: Antworten mit Zitat

GvC hat Folgendes geschrieben:
In der originalen Aufgabenstellung ist ein Fehler. Dort wird die Kraft als



angegeben mit



Dann hätte die Kraft die Einheit N². Das kann nicht sein. Also ist entweder bei F oder bei b die Einheit N (Newton) zuviel.

Ansonsten baut die Aufgabe auf den grundsätzlichen Definitionen von Geschwindigkeit und Beschleunigung auf:

Die Beschleunigung ist die erste Ableitung der Geschwindigkeit nach der Zeit, also ist die Geschwindigkeit das Integral der Beschleunigung über der Zeit.

Die Geschwindigkeit ist die erste Ableitung des Weges nach der Zeit, also ist der Weg das Integral der Geschwindigkeit über der Zeit.

Wenn also die Beschleunigung a gegeben ist



muss sie zweimal integriert werden, um den zurückgelegten Weg zu erhalten.

Vielen Dank für die tolle Erklärung. Ich habe es 2 mal integriert und hab richtige Lösung rausgekriegt. Nur noch zwei Fragen:
1. soll in der lösung auch noch zweite konstante stehen(C2) ?
2. wie komme ich zür C1=2,8 m/s, ist das Vo?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 19. Jun 2017 18:07    Titel: Antworten mit Zitat

k.a. hat Folgendes geschrieben:
1. soll in der lösung auch noch zweite konstante stehen(C2) ?


Nein, denn zum Zeitpunkt t=0 ist laut Aufgabenstellung auch x=0.

k.a. hat Folgendes geschrieben:
2. wie komme ich zür C1=2,8 m/s, ist das Vo?


Nein, das ist nicht v0, denn v0 ist zu v0=1,5m/s in der Aufgabenstellung vorgegeben.

Beim unbestimmten Integral musst Du eine additive Integrationskonstante berücksichtigen, die gerade so groß sein muss, dass die Anfangsbedingung erfüllt ist. Die Integration der Beschleunigung über der Zeit ergibt demzufolge



Konstantenbestimmung aus Anfangsbedingung:



Nach C1 auflösen:

k.a.



Anmeldungsdatum: 17.06.2017
Beiträge: 6

Beitrag k.a. Verfasst am: 19. Jun 2017 22:27    Titel: Antworten mit Zitat

Jetzt hab ich alles verstanden Big Laugh. Vielen Dank für Ihre Hilfe.
p.s. sorry für dumme Fragen Big Laugh, naturlich das am Anfang (t=0; x=0) hat man Anfangsgeschwindigkeit Vo Big Laugh
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