Energieerhaltung beim Pendel

alioski · Anmeldungsdatum: 30.11.2022 Beiträge: 1

Meine Frage:
Ein Pendel besteht aus einem Pendelk¨orper mit der Masse m, der an einem (masselosen)
Faden der L¨ange l h¨angt. Der Pendelk¨orper wird zur Seite gezogen, sodass der Faden einen
Winkel ?0 mit der Vertikalen bildet, und aus der Ruhe losgelassen. Die Luftreibung sei
vernachl¨assigbar. Ermitteln Sie
(a) die Geschwindigkeit des Pendelk¨orpers am tiefsten Punkt der Trajektorie,
(b) die Zugkraft im Faden am tiefsten Punkt der Trajektorie. Hinweis: identifizieren Sie
zun¨achst die wirkende Gesamtkraft - diese bekommen Sie aus der Bahnkurve (das hatten wir schon mal). Sie k¨onnen dann die Gesamtkraft mit der Summe aller Wechselwirkungskr¨afte gleichsetzen und nach der Zugkraft umstellen.

Meine Ideen:
Hallo zusammen!
Ich habe diese Frage nicht verstanden. Könnte jemand bitte mir dabei helfen?
Vielen Dank im Voraus!

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5863 Wohnort: jwd

zu a)
Wenn der Faden um den Winkel phi ausgelenkt wird, wie hoch ist der Schwerpunkt der Masse über ihrem Tiefpunkt bei phi=0?
Wie hoch ist die potentielle Energie der Masse?
Die potentielle Energie ist am Tiefpunkt in kinetische Energie umgewandelt.
Daraus kannst Du die Geschwindigkeit bestimmen.

zu b)
Käfte: Gewichtskraft, welche Kräfte noch?
noch?
Gleichgewichtsbedingung: Summe der Kräfte=0

Qubit · Anmeldungsdatum: 17.10.2019 Beiträge: 829

Vielleicht zur Ergänzung:

Prinzipiell sollte man sich fragen, in welchem Bezugssystem man Kräfte beschreibt. Nimmt man hier das Laborsystem, dann bewegt sich die Pendelmasse auf einer Kreisbahn, was bedeutet, dass eine Zentripetalkraft auftreten muss (unabhängig einer Gravitationskraft). Hier wirkt nun zusätzlich die Gravitationskraft auf die Pendelmasse. Diese wirkt einerseits beschleunigend resp. bremsend auf die Pendelmasse, andererseits auf den Faden, du hast hier also 2 Komponenten zu betrachten, also insgesamt 3 Kräfte auf die Pendelmasse..

Qubit · Anmeldungsdatum: 17.10.2019 Beiträge: 829