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schaefchen
Anmeldungsdatum: 13.03.2007
Beiträge: 8
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 schaefchen Verfasst am: 12. Jun 2007 19:51 Titel: Federpendel |
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Hallo.
Ich habe ein Problem mit meinen Physikhausaufgaben.
Eine an einer Feder hängende Kugel (m = 2,0kg), die um 2,0cm nach unten ausgelenkt und dannsich selbst überlassen wurde, schwingt mit der Frequenz f= 4Hz.
a) Wie groß ist die Richtgröße D der Feder?
b) Wie weit dehnt sich die Feder, wenn die Kugel vor Beginn der Schwingung angehängt wird?
c) Wie groß ist die auf die Kugel wirkende Kraft in den Umkehrpunkten der Schwingung?
Also bei a) hab ich die Formel T = 2pi * Wurzel aus (m/D) nach D umgestellt, die gegebenen Werte eingesetzt und als Richtgröße 1263, 32 N/m rausbekommen. Aber ich glaube, dass das falsch ist. Bei b) und c) hab ich überhaupt keine Ahnung.
Als zweite Aufgabe:
Wie groß wird die Periodendauer, wenn bei gleicher Masse m zwei Federn mit den Konstanten D1 und D2 aneinandergehängt werden? (Berechnen Sie zuerst die Federkonstante der Kombination.
Da hab ich auch keine Ahnung, wie ich das machen soll.
Und das Problem ist, dass ich das morgen an der Tafel vortragen muss! Bitte helft mir!! Danke. |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 12. Jun 2007 22:58 Titel: Re: Federpendel |
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| schaefchen hat Folgendes geschrieben: |
Also bei a) hab ich die Formel T = 2pi * Wurzel aus (m/D) nach D umgestellt, die gegebenen Werte eingesetzt und als Richtgröße 1263, 32 N/m rausbekommen. |
Prima, ich komme auf dasselbe Ergebnis wie du 
Magst du mal auch für die b) und die c) mutig nach den Formeln suchen, die du schon für die Feder gelernt hast, und probieren, ob du das damit genauso gut schaffst wie die a) ? Tipp: Welche Formel hast du gelernt, als du die Richtgröße D zum ersten Mal kennengelernt hast? |
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schaefchen
Anmeldungsdatum: 13.03.2007
Beiträge: 8
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| schaefchen Verfasst am: 13. Jun 2007 10:25 Titel: |
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Also bei b) hab ich die nach unten wirkende Kraft ausgerechnet: F = m*g, also 2kg * 9,82 m/s² = 19,62N.
Mit der Richtgröße D aus a) hab ich dann mit Dreisatz die Ausdehnung von 19,62N gerechnet und komme auf 1,55cm. Ist das richtig?
Bei c) hab ich im Internret die Lösungen gefunden, aber ich versteh sie nicht: In den Umkehrpunkten wirkt die Kraft F = -D = 25,26N ; mit F=ma und a=w ²y und m=2,0kg: F=25,26 kg.
Könntest du mir das erklären? |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 13. Jun 2007 13:24 Titel: |
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| schaefchen hat Folgendes geschrieben: | Also bei b) hab ich die nach unten wirkende Kraft ausgerechnet: F = m*g, also 2kg * 9,82 m/s² = 19,62N.
Mit der Richtgröße D aus a) hab ich dann mit Dreisatz die Ausdehnung von 19,62N gerechnet und komme auf 1,55cm. Ist das richtig?
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Da hast du dir die richtige Rechnung überlegt Magst du vielleicht noch am besten das, was du als "Dreisatz" gerechnet hast, als Formel aufschreiben, in der die Kraft auf die Feder mit F, die Richtgröße der Feder mit D und die Auslenkung der Feder, die du berechnet hast, mit s bezeichnet wird? Diese Formel kannst du dann nämlich gleich auch nochmal in der c) brauchen
| Zitat: |
In den Umkehrpunkten wirkt die Kraft F = -D
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Hoppla, diese Formel würde ich auch noch nicht verstehen, denn da ist noch ein Tippfehler drin. Magst du mit deinen Überlegungen aus b) diese Formel nochmal vollständig hinschreiben? |
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schaefchen
Anmeldungsdatum: 13.03.2007
Beiträge: 8
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| schaefchen Verfasst am: 13. Jun 2007 17:46 Titel: |
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hmm also zu b): s = F/D (?)
Für c) muss ich die Formel dann nur nach F umstellen, oder? Also dann F=s*D
Wenn ich die Werte dann einsetze, erhalte ich F=25,26N. |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 13. Jun 2007 18:21 Titel: |
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Einverstanden Prima |
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schaefchen
Anmeldungsdatum: 13.03.2007
Beiträge: 8
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| schaefchen Verfasst am: 13. Jun 2007 19:21 Titel: |
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Danke für deine Hilfe.
Und bei der zweiten Aufgabe: Kann ich die Federkonstante der Gesamtkonstruktion berechnen, indem ich die die beiden Federkonstanten zusammen rechne, also D(gesamt) = D1+D2? Ist doch das Hook'sche Gesetzt oder?
Naja, und kann man das dann einfach in die Formel T = 2(pi)* Wurzel aus (m/D) einsetzen? |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 13. Jun 2007 23:00 Titel: |
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Das Hooke'sche Gesetz ist einfach nur das  von oben.
Die Formel, mit der du das  ausrechnen kannst, musst du dir für diese Aufgabe erst noch herleiten.
Magst du mal für diese Herleitung damit anfangen, zu überlegen, wie weit die beiden Federn mit den Federkonstanten  und  insgesamt ausgelenkt werden, wenn man sie aneinanderhängt und die Masse  untendran? Und dir vielleicht am einfachsten dafür mal eine Skizze machen? |
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