Physik Forum

[Chinacat]

Hallo!
Ich bin neu hier und hab ein kniffliges Problem...naja ok, für mich ist es knifflig, für die meisten von euch wahrscheinlich nicht...

Also wir nehmen gerade harmonische Schwingungen durch und die Fragestellung war, die momentane Auslenkung eines Pendels zu berechnen.

Folgende Angaben haben wir bekommen:
Masse m = 0,4kg
Amplitude r= 0,02m
Frequenz f= 20 Hz

Ich habe die Aufgabe gelöst...ich gebe zu ich habe da nichts selbst hergeleitet sondern mir in der Bibliothek ein Physikbuch besorgt. Dort fand ich die Formel s(t) = r * sin (ω t) ...hat alles super geklappt. Aber heute hat der Professor uns dann die Lösung gegeben (ich hatte es richtig), aber seine Formel war anders: y = y0 * sin (ω t + Φ). Das mit den unterschiedlichen Variablen ist klar, aber wo kommt das Φ her? Ich hab meinen Professor gefragt und er meinte, er hätte Φ mit Null angenommen, deshalb hätten wir das gleiche Ergebnis. Mehr hat er nicht erklärt, er meinte das sei eben so.

Kann man Φ einfach immer mit Null annehmen, ist meine Formel jetzt falsch? Oder steh ich einfach echt auf dem Schlauch?

Jedenfalls wäre ich dankbar für jeden Tipp

[Hausmann]

Stell Dir die Kurve der mathematische Funktion y = sin x vor. Wenn Du diese Kurve gegenüber der ursprünglichen Lage in x - Richtung verschiebst, ändert sich an ihren Charakteristika nichts (Höhe, Abstand der Maxima usw.). Trotzdem hast Du rechnerisch eine andere Funktion, die mit einer solchen "Phasenverschiebung" Φ ausgedrückt wird.

Beispiel y(x) = a sin(x + Φ)
Fall 1 Φ = 0 / Sinusfunktion
Fall 2 Φ = 90° / Kosinusfunktion

Physikalisch gesprochen bedeutet die Phasenverschiebung also nur eine Änderung des Nullpunktes der Zeitmessung. Dem schwingenden Körper ist das schnurz.

[Chinacat]

Achso, danke schön jetzt wird mir das klar...

Ich muss jetzt dazu nur verständnishalber noch ein Beispiel aus dem Bereich Strom anführen: Die Formel

U = 565 V * sin (314 rad/s * t + π/2 rad)

Jetzt zeigt dieses + π/2 also an, dass diese Schwingung phasenverschoben ist? Die Frage dazu lautet: "Eilt diese Schwingung gegenüber einer nicht verschobenen Sinusschwingung zeitlich voraus oder ist sie hinterher?"

Das leuchtet mir noch nicht ganz ein...

[Chinacat]

Ich glaub ich bin selbst drauf gekommen: Die Schwingung eilt voraus oder

Ich hab aber noch eine Frage aufgetan...sorry ich weiß ich bin echt chaotisch

Wie berechnet man die Kraft, die auf eine harmonisch schwingende Masse wirkt? Ist das F= -k *s ? Und wenn ja, wie kommt man zu k?

Danke!!