| Autor |
Nachricht |
Physinetz
Anmeldungsdatum: 20.09.2006
Beiträge: 317
|
 Physinetz Verfasst am: 09. Mai 2007 19:10 Titel: Abituraufgabe von 2003 - Schwingungen |
 |
|
Hallo zusammen!
Habe folgende Aufgabe auf vom Abi 2003:
http://lbsneu.schule-bw.de/unterricht/faecher/physik/pruefungen/2003/phl03_11.htm
und die hier bereitet mir dabei Probleme:
| Zitat: | b)
Die Verbindung des Körpers mit der Platte wird nun gelöst und die Bewegung im unteren Umkehrpunkt wie in Teilaufgabe a) zur Zeit t = 0 s neu gestartet. Die Federkonstante beträgt D = 123 Nm-1.
* Begründen Sie, warum der Körper 4,0 cm oberhalb der Gleichgewichtslage von der Platte abhebt. |
Warum hebt der Körper 4cm oberhalb der Gleichgewichtslage ab?
Hier mal ein paar "Ansätze":
4cm oberhalb der Gleichgewichtslage, das sind die 4 cm die die Masse auslenkt aus der Gleichgewichtslage
in der Gleichgewichtslage gilt: G=F(Feder)
....
weiter weiß ich nicht.
Bitte um Hilfe: DANKE!
Gruß Physi |
|
 |
para
Moderator
Anmeldungsdatum: 02.10.2004
Beiträge: 2874
Wohnort: Dresden
|
| para Verfasst am: 09. Mai 2007 21:05 Titel: Re: Abituraufgabe von 2003 - Schwingungen |
|
|
| Physinetz hat Folgendes geschrieben: | Hier mal ein paar "Ansätze":
4cm oberhalb der Gleichgewichtslage, das sind die 4 cm die die Masse auslenkt aus der Gleichgewichtslage
in der Gleichgewichtslage gilt: G=F(Feder) |
Deine Idee geht auf jeden Fall schon in die richtige Richtung. Wenn die Feder durch die Masse um 4cm eingedrückt wird - welchen Zustand erreicht sie dann gerade wenn die Auslenkung bei der Schwingung? - Gerade wieder ihre Ursprungslänge, also den ungedehnten/unkomprimierten Zustand.
Wenn die Feder auf Druck nach unten zusammengedrückt wird - welche Kräfte müssten dann wirken um eine Auslenkung nach oben von mehr als 4cm aus der GG-Lage zu erreichen? Welche Art von Kräften kann aber nur übertragen werden wenn der Körper auf der Platte liegt, nicht aber fest mit ihr verbunden ist?
Warum folgt die Feder also dem Körper nicht mehr ab 4cm Auslenkung nach oben? ^^
_________________
Formeln mit LaTeX |
|
|
Physinetz
Anmeldungsdatum: 20.09.2006
Beiträge: 317
|
| Physinetz Verfasst am: 09. Mai 2007 21:13 Titel: |
|
|
| Zitat: | | Wenn die Feder durch die Masse um 4cm eingedrückt wird - welchen Zustand erreicht sie dann gerade wenn die Auslenkung bei der Schwingung? - Gerade wieder ihre Ursprungslänge, also den ungedehnten/unkomprimierten Zustand. |
Der Normalzustand, d.h. es wirkt keine Rückstellkraft auf die Feder, es wirkt keine Kraft auf die Feder insgesamt
| Zitat: | | Wenn die Feder auf Druck nach unten zusammengedrückt wird - welche Kräfte müssten dann wirken um eine Auslenkung nach oben von mehr als 4cm aus der GG-Lage zu erreichen? |
Die Rückstellkraft der Feder muss größer sein als die Gewichtskraft. Die Rückstellkraft muss also auf die Feder wirken damit diese nach oben gezogen wird.
| Zitat: | | Welche Art von Kräften kann aber nur übertragen werden wenn der Körper auf der Platte liegt, nicht aber fest mit ihr verbunden ist? |
Es wird eben nur die Rückstellkraft der Feder auf das Gewicht bis zur Gleichgewichtslage übertragen. Dannlenkt die Feder weiter aus (Warum eigentlich) , es wirkt die Rückstellkraft nun nach unten aber nur auf die Feder , weil der Körper nicht mit der Feder verbunden ist. Er folgt nun dem Trägheitsgesetzt....
Naja so ganz hab ich es nicht geschnallt, weshalb die Feder weiter auslenkt, und weshalb genau nach 4cm das Gewicht abgehbt. Die Feder schwingt aber weiter wie 4 cm aus oder?
Bitte um weitere Hilfe, dankeschön für deine (para) /eure Mühe |
|
|
para
Moderator
Anmeldungsdatum: 02.10.2004
Beiträge: 2874
Wohnort: Dresden
|
| para Verfasst am: 09. Mai 2007 21:54 Titel: |
|
|
| Physinetz hat Folgendes geschrieben: | | Der Normalzustand, d.h. es wirkt keine Rückstellkraft auf die Feder, es wirkt keine Kraft auf die Feder insgesamt |
Genau.
| Physinetz hat Folgendes geschrieben: | | Die Rückstellkraft muss also auf die Feder wirken damit diese nach oben gezogen wird. |
Jep, wöllte man die Feder weiter als 4cm aus der GG-Lage (mit Gewicht) auslenken, müsste die resultierende Kraft auf die Feder nach oben wirken - eine Verlängerung über diesen Punkt hinaus wäre also nur durch Ziehen nach oben zu erreichen. Zugkräfte können zwischen Gewicht und Feder aber nicht ausgeübt werden, also löst sich das Gewicht von der Feder.
| Physinetz hat Folgendes geschrieben: | | Es wird eben nur die Rückstellkraft der Feder auf das Gewicht bis zur Gleichgewichtslage übertragen. Dannlenkt die Feder weiter aus (Warum eigentlich) |
Die Feder lenkt weiter aus, weil sie ja eigentlich ihren ungedehnten Zustand anstrebt. Drückt man sie zusammen erhält man ja eine Gegenkraft, und so lange diese größer ist als die Gewichtskraft, oder das Gewicht sowieso gerade auf dem Weg nach oben ist folgt die Feder dem Gewicht und "hilft noch ein bisschen nach" indem es eben mit einer gewissen Kraft auch auf das Gewicht drückt.
| Physinetz hat Folgendes geschrieben: | | , es wirkt die Rückstellkraft nun nach unten aber nur auf die Feder , weil der Körper nicht mit der Feder verbunden ist. Er folgt nun dem Trägheitsgesetzt.... |
Meinst du jetzt bei den 4cm? Vorsicht, dort wirkt keine Rückstellkraft mehr auf die Feder. Im ungedehnten Zustand ist sie wunschlos glücklich und macht gar nichts mehr. (Da ja auch keine Kräfte mehr auf sie wirken.) - Das Gewicht fliegt, wie du richtig gesagt hast, aufgrund seiner Trägheit noch ein Stückchen nach oben weiter.
| Physinetz hat Folgendes geschrieben: | | Naja so ganz hab ich es nicht geschnallt, weshalb die Feder weiter auslenkt, und weshalb genau nach 4cm das Gewicht abgehbt. Die Feder schwingt aber weiter wie 4 cm aus oder? |
Nun, bei "auslenkt" musst du immer dazusagen im Vergleich wozu. Die "GG-Lage" wird der Feder ja dadurch aufgezwungen dass die Gewichtskraft des Körpers auf sie wirkt. Ihr eigentliches Bestreben ist es in ihre ursprüngliche Lage (also 4cm über der GG-Lage) zu kommen. Und wenn durch eine Anregung von außen das Gewicht nun einmal gerade nach oben schwingt macht die Feder das gerne mit.
Aber nach 4cm ist eben Schluss, die Feder ist in ihrer "Lieblingslage" und bleibt dort auch. Normalerweise würde man erwarten dass sie aufgrund ihrer eigenen Trägheit noch etwas rumzappelt, aber da wir es hier ja mit einer idealen (masselosen) Feder zu tun haben macht sie das eben nicht. ^^
_________________
Formeln mit LaTeX |
|
|
Physinetz
Anmeldungsdatum: 20.09.2006
Beiträge: 317
|
| Physinetz Verfasst am: 10. Mai 2007 16:42 Titel: |
|
|
So richtig?
Der „Zustand“ 4 cm oberhalb der Gleichgewichtslage spiegelt den Zustand wieder, wenn die Feder völlig entspannt ist, an ihr also keine Kräfte (Rückstellkräfte) wirken.
Die Feder erfährt unterhalb der Gleichgewichtslage eine Rückstellkraft nach oben zur Gleichgewichtslage hin, beschleunigt also zugleich auch das Massestück.Die Feder strebt an, bis zur „Normallage“ (keine Kräfte an Feder) zu kommen.
Dort angelangt (durch den Schwung , den sie durch die zusätzliche Auslenkung von 6cm aus der GG-Lage erreicht) wirkt keine Kraft mehr. Sie schwingt zwar noch ein wenig darüber hinaus, doch die Rückstellkraft bremst sie langsam ab, so dass sie nach unten zur „Normallage gezogen“ wird. Da das Massestück nicht mit der Feder verbunden ist , behält es, träge wie es ist, seine Geschwindigkeit bei, wird nicht von der Rückstellkraft gebremst (Verbindung Feder-Massestück wäre nötig) und hebt somit ab.
gruß |
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
