Vertikales Federpendel - Gewichtskraft & Federkraft

MsJcs · Gast

Meine Frage:
Bei einem vertikalen Federpendel wirkt am tiefsten Punkt der Schwingung die Gewichtskraft nach unten und die Federkraft nach oben. Am höchsten Punkt der Schwingung wirken die Gewichtskraft und die Federkraft beide nach unten. Das würde doch bedeuten, dass die Kräfte sich am höchsten Punkt der Schwingung überlagern und am tiefsten Punkt entgegenwirken würden. Daraus ließe sich doch schlussfolgern, dass wenn z.B. die Elongation des Oszillator 0,5m ist, die resultierende Kraft größer sein müsste, als bei einer Elongation von -0,5m. Warum ist davon nichts im s(t) bzw. a(t) Diagramm zu sehen (größere Kraft=größere Beschleunigung)?

Meine Ideen:
Hat das vielleicht irgendwas damit zu tun, ob man eine gedämpfte oder ungedämpfte Schwingung hat?

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5862

Nein. Es liegt daran, dass die Ruhelage des Pendels (also der Mittelpunkt zwischen den beiden maximalen Auslenkungen der Schwingung) in der Vertikalen tiefer liegt als im Fall einer entspannten Feder ohne daran hängender Masse.
Die Federkraft ist in der Ruhelage ja nicht gleich null, sondern betragsmässig gleich der Gewichtskraft. Am tiefsten Punkt der Schwingung ist die Federkraft deshalb betragsmässig grösser als am obersten Punkt der Schwingung. Die rücktreibende Kraft insgesamt, also die Summe von Feder- und Gewichtskraft, ist unten und oben betragsmässig gleich.