| Autor |
Nachricht |
ndaikiri
Anmeldungsdatum: 17.11.2020
Beiträge: 1
|
 ndaikiri Verfasst am: 17. Nov 2020 02:13 Titel: Vertikale Feder |
 |
|
Meine Frage:
Hallo zusammen,
Kann mir bitte jemand dabei helfen, diese Aufgabe zu lösen?
Ein über eine vertikale Hooke'sche Feder aufgehängter schwerer Block der Masse M schwingt mit einer Frequenz f=10 Hz und Amplitude X0=10 cm. Wenn er seinen tiefsten Punkt erreicht hat (t=0), werde ein sehr kleiner Stein auf ihn gelegt der Masse m<<<M.
1) Bei welcher Auslenkung aus der Gleichgewichtslage des Blocks verliert der Stein seinen kontakt zum Block
2) Welche Geschwindigkeit hat der Stein in dem Augenblick, in dem er den Block verlässt.
Meine Ideen:
nicht viele |
|
 |
isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
|
| isi1 Verfasst am: 17. Nov 2020 07:42 Titel: |
|
|
Der auf den Block gelegte Stein kann abwärts maximal die Beschleunigung -g erreichen (x-Pfeil nach oben). Abhebebedingung: a(t) < -g
Die Funktion der Schwingung des Blocks kann man beschreiben mit
x(t) = -X0 * cos(ωt) .... mit ω = 2 pi f = 20 pi /s = 62,8319/s
Durch zweimalige Differentiation kannst die Formel für die Beschleunigung a(t) des Blocks erzeugen.
Reicht Dir das, ndaikiri?
_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
|
|
ndaikiri1
Gast
|
| ndaikiri1 Verfasst am: 17. Nov 2020 15:25 Titel: |
|
|
|
a<-g oder a<= -g ? |
|
|
isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
|
| isi1 Verfasst am: 17. Nov 2020 15:31 Titel: |
|
|
| ndaikiri1 hat Folgendes geschrieben: | | a<-g oder a<= -g ? |
Genau genommen geht der Kontakt nicht verloren, wenn beide Beschleunigungen genau gleich sind. Aber das ist ein Streit um des Kaisers Bart, denn der berechnete Zeitpunkt und auch die im 2. Punkt gefragte Geschwindigkeit sind nicht unterschiedlich.
_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
|
|
ndaikiri2
Gast
|
| ndaikiri2 Verfasst am: 17. Nov 2020 16:01 Titel: |
|
|
|
Geht die zweite auch ohne Berechnung der Zeit? Mittels kinetische Energie zb.? Wenn ja ist diese nicht an der unbelasteten Ruhelage nicht null? |
|
|
isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
|
| isi1 Verfasst am: 17. Nov 2020 16:05 Titel: |
|
|
Man kann ja auch, wenn man die Anzahl der Schüler in einer Klasse wissen will, das Gesamtgewicht der Schüler messen und dann durch das Duchschnittsgewicht teilen - anstatt zu zählen. ;-)
Es gibt eben immer viele Wege, die nach Rom führen.
_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
|
|
ndaikiri3
Gast
|
| ndaikiri3 Verfasst am: 17. Nov 2020 16:14 Titel: |
|
|
|
Wie geht das mit Ekin? Warum ist Ekin an der Ruhelage nicht 0 sondern 0,5Dx0-0,5DXunbelastet |
|
|
isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
|
| isi1 Verfasst am: 17. Nov 2020 16:16 Titel: |
|
|
| ndaikiri3 hat Folgendes geschrieben: | | Wie geht das mit Ekin? Warum ist Ekin an der Ruhelage nicht 0 sondern 0,5Dx0-0,5DXunbelastet |
Hast Du vielleicht eine Idee, die mit Epot und Ekin zu tun hat und mit Schwingungen?
_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
|
|
ndaikiri4
Gast
|
| ndaikiri4 Verfasst am: 17. Nov 2020 16:20 Titel: |
|
|
|
Ich weiß nur, dass die mechanische Energie gleich 1/2*D*X0 ist, aber die kinetische Energie unten und oben muss 0 sein? |
|
|
isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
|
| isi1 Verfasst am: 17. Nov 2020 16:24 Titel: |
|
|
| ndaikiri4 hat Folgendes geschrieben: | | Ich weiß nur, dass die mechanische Energie gleich 1/2*D*X0 ist, aber die kinetische Energie unten und oben muss 0 sein? |
Ja, das ist richtig (wenn man bestimmte Bedingungen voraussetzt, denn die Masse bewegt sich mit etwa 30000 m/s um die Sonne).
_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
|
|
ndaikiri5
Gast
|
| ndaikiri5 Verfasst am: 17. Nov 2020 16:32 Titel: |
|
|
|
Wie kommt man dazu wenn v des Blocks =0 das kann ich nicht verstehen. In der Lösung steht 1/2*M*V^2=Em-1/2*D*Xunbelastet |
|
|
isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
|
| isi1 Verfasst am: 17. Nov 2020 16:36 Titel: |
|
|
| ndaikiri5 hat Folgendes geschrieben: | | Wie kommt man dazu wenn v des Blocks =0 das kann ich nicht verstehen. In der Lösung steht 1/2*M*V^2=Em-1/2*D*Xunbelastet |
Man geht halt einfach davon aus, dass die Ruhelage des Blocks (ohne Schwingung, aber mit gedehneter Feder) der Nullpunkt sein soll.
_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
|
|
ndaikiri5
Gast
|
| ndaikiri5 Verfasst am: 17. Nov 2020 16:41 Titel: |
|
|
|
Warum ist v des Blocks ist gleich 0 wenn der Stein Kontakt zu dem verliert, anscheinend an der unbelasteten Ruhelage. |
|
|
ndaikiri6
Gast
|
| ndaikiri6 Verfasst am: 17. Nov 2020 16:43 Titel: |
|
|
|
nicht gleich 0 meine ich |
|
|
isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
|
| isi1 Verfasst am: 17. Nov 2020 17:16 Titel: |
|
|
| ndaikiri5 hat Folgendes geschrieben: | | Warum ist v des Blocks ist nicht gleich 0 wenn der Stein Kontakt zu dem verliert, anscheinend an der unbelasteten Ruhelage. |
Gegenfrage: In welcher Phase hat die Blockbeschleunigung ein Extremum? irgendwo da muss sich doch das Steinchen ablösen, oder?
_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 17. Nov 2020 17:21 Titel: |
|
|
Sorry, dass ich mich einmische. Aber das kann nicht sein.
| ndaikiri5 hat Folgendes geschrieben: | | In der Lösung steht 1/2*M*V^2=Em-1/2*D*Xunbelastet |
Ist vermutlich zwar nur ein Flüchtigkeitsfehler, könnte aber, wenn man damit weiterrechnen will, entscheidend sein. |
|
|
ndaikiri6
Gast
|
| ndaikiri6 Verfasst am: 17. Nov 2020 17:27 Titel: |
|
|
|
Wenn Rückstellkraft der Feder = 0 das heisst bei der unbelasteten ruhelage da bei t=0 ist x=-x0 |
|
|
isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
|
| isi1 Verfasst am: 17. Nov 2020 17:28 Titel: |
|
|
Deine Einmischung ist sehr erwünscht, GvC.
Die Beschleunigung der -cos(wt)-Funktion ist doch w² cos(wt).
Also wird sie nach der halben Periode im Maximum (nach unten) sein.
Die Geschwindigkeit ist m.E. dort = 0, denn der Block dreht ja gerade um.
_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
|
|
isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
|
| isi1 Verfasst am: 17. Nov 2020 17:34 Titel: |
|
|
| ndaikiri5 hat Folgendes geschrieben: | | In der Lösung steht 1/2*M*V^2=Em-1/2*D*Xunbelastet |
Eigentlich habe ich nicht verstanden, weshalb diese Formel die Lösung sein soll. Soll Xunbelastet das x ohne Schwingung sein? Also die Ruhestellung, wenn die Schwingung abgeklungen ist?
_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
|
|
ndaikiri7
Gast
|
| ndaikiri7 Verfasst am: 17. Nov 2020 17:37 Titel: |
|
|
| isi1 hat Folgendes geschrieben: | Deine Einmischung ist sehr erwünscht, GvC.
Die Beschleunigung der -cos(wt)-Funktion ist doch w² cos(wt).
Also wird sie nach der halben Periode im Maximum (nach unten) sein.
Die Geschwindigkeit ist m.E. dort = 0, denn der Block dreht ja gerade um. |
Ich bin auch dieser Meinung. Bei Xunbelastet befinden sich feder und Gewichtskraft im Gleichgewicht |
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 17. Nov 2020 17:47 Titel: |
|
|
|
Ich hab' eigentlich was anderes gemeint. Die potentielle Energie ist doch nicht (1/2)*D*x, sondern (1/2)*D*x², oder? |
|
|
ndaikiri7
Gast
|
| ndaikiri7 Verfasst am: 17. Nov 2020 17:49 Titel: |
|
|
|
Ja klar tippfehler |
|
|
hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
