Physik Forum

[faC1al]

Hey ich brauche mal eure Hilfe bei einer Aufgabe...

Der Aufgabentext klingt sehr kompliziert, aber ich denke mal es geht um das horizontale Federpendel:

Eine Masse von 200g kann reibungsfrei auf einer Ebene gleiten und sei am Ende einer horizontalen Feder mit der Federkonstante: k= 7.0 N/m befestigt. Die Masse werde 5cm aus ihrer Gleichgewichtslage ausgelenkt und dann losgelassen. Bestimmen Sie:

(i) die Periode der Bewegung
(ii) die maximal Geschwindigkeit
(iii) die Geschwindigkeit von eine Auslenkung von 3cm
(iv) die Beschleunigung für die Position in (ii) und (iii)


Nun ja, da wir leider die horizontale Feder nocht GAR NICHT besprochen haben weiss ich absolut nicht weiter....

Bin über jede Hilfe sehr dankbar!

LG

faC1al

[evB]

Die Schwingung ist ebenfalls harmonisch, jedoch ist die Gleichgewichtslage verschoben.

Zeichnung brauchen wir nicht?

Die Federkonstante ist in der Regel „D“, aber ich nehme dann mal das „k“.

An die Periode kann man über eine DGL kommen:
k * x = - m * a

Da würde man dann letztlich drauf kommen, dass die Periode T = 2π √(m/k) ist. Also:

T = 2π √(m/k)
T = 2π √(0,2 kg / 7 N/m)
T = 2π √(1,4 kg*m/N)

N/kg = m/s^2
kg/n = s^2/m

T = 2π √(1,4 s^2 * m / m)
T = 2π √(1,4 s^2)
T = 2π * 1,18 s
T = 7,43 s

+++

Die maximale Geschwindigkeit hängt von der Energie ab, die du reinpackst. Mehr kinetische Energie, als Energie in der Feder war, kann sie nicht bekommen. Ist alle Energie umgewandelt, ist die kinetische Energie die vorherige elastische Energie:

E_kin = E_el

1/2 m v^2 = 1/2 k x^2
// x ist die Auslenkung, also 0,05 m

Nach v auflösen überlasse ich dir.

+++

Da musst du sagen, dass die Energie nie mehr sein kann als die elastische Energie bei der maximalen Auslenkung (1/2 k x^2). Zusammen müssen also die aktuelle elastische Energie und kinetische Energie die Gesamtenergie sein:

E_kin + E_el = E_max

1/2 m v^2 + 1/2 k x^2 = 1/2 k X^2

Dabei ist x die aktuelle Auslenkung (0,03 m) und X die maximale Auslenkung (0,05 m)

Nach v umformen kannst du auch hier.

+++

Die Beschleunigung ist recht einfach, sie ist einfach nur die Federkraft durch Masse:

F = m a
a = F/m
a = k*x / m

[faC1al]

Vielen Dank für die schnelle Antwort und die Ausführlichkeit,...
Hat mir leider nichts gebracht, da mein Internet einfach mal eine Woche lang gestreikt hat... o.O

Aber nochmal vielen Dank

[GvC]

[evB]