Physik Forum

[Bliizzz]

Hallo zusammen,
ich hoffe ich hab die richtige Rubrik gewählt ^^
Also folgendes Problem wir haben zur Zeit die zwei genannten Themen im Titel und ich soll aus einem eine Präsentation formen, die wirklich Noten entscheidend ist ... ich will lieber auf Nummer sicher gehen und wollte euch bei der Bearbeitung und Hilfe beten, um daraus eine ansehnliche Präsentation zu formen.

1.

Hierbei soll folgendes Thema vertieft werden: die Energie eines Pendels bzw. harmonischen Oszillators. Hierbei sollen auch die Energie des harmonischen Oszillator und die erzwungene Schwingung mit eingebracht werden, am Ende sollte plausibel erklärt werden was eine Potentialmulde und deren Entstehung ist und des weiteren zwei Aufgaben bearbeitet werden:
1a. Berechnen Sie die kinetische, die potenzielle und die gesamte Energie der harmonischen Schwingung für die angegebenen Zeiten (Amplitude Ŷ=10cm , Periodendauer T=2,0s) unter der Annahme, dass der schwingende Körper eine Masse von m=0,5kg besitzt

1b. Fertigen Sie eine Zeichnung der kinetischen und der potenziellen Energie als FUnktion der Zeit bzw. als Funktion der Auslenkung an.

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2.

Hierbei soll das Thema der Schwebung vertieft werden, am Ende sollte plausibel erklärt werden was eine Schwebungsfrequenz ist und wie man sie berechnen kann, dies dann an einem guten Beispiel gezeigt wird. Desweiteren sollte die Herleitung der Berechnung der Schwebungsfrequenz gezeigt und erklärt werden und diese dann an guten Rechenbeispielen erläutert werden.




Ich weiß eig. nur Antwort auf Aufgabe 1a..... ^^
Ich würde mich freuen, wenn welche von euch mir helfen würden!

Ich danke euch schonmal im Vorraus

P.S. Falls einer das Buch "Metzler Physik" besitzt, es sind die Seiten 114,115 und 118,119 auf die eingegangen werden sollen.

[evB]

Ich nehme jetzt einfach mal den Federschwinger als Oszillator.

Dabei gilt für die Periodendauer: T = 2π √(m/D). Damit kann man die Federhärte D ausrechnen: D=4,93 N/m.

Die potenzielle Energie in einer Feder ist wie überall auch Kraft*Weg, also D*y von 0 bis y, zusammen also E=1/2 D y^2. Die maximale Energie (bei max. Amplitude) ist dann also 2,47e-2 J.

Noch schnell die Periodendauer T in die Winkelfrequenz omega umgerechnet:

T = 1/f
f * 2π = omega
omega = π

Zeichnungen, Formel müsstest du selbst drauf kommen können:

Zeit gegen potenzielle Energie


Zeit gegen kinetische Energie


Auslenkung gegen potenzielle Energie


Auslenkung gegen kinetische Energie



Hier mal eine Schwebung:


Die Einhüllende, die Frequenz ist halb so groß wie die Differenz der Schwingungen oben:


Formeln dazu:

[Bliizzz]

Danke schonmal für die Antwort...gibt es zu dem Thema sonst noch etwas sehr Wichtiges, was auf keinen Fall fehlen darf?

[evB]

Mir fällt jetzt spontan nichts ein, aber das muss nichts heißen.

[Bliizzz]

[Bliizzz]

Mhm eine Sache noch und zwar....Ekin!? Wie berechne ich das????

[evB]

E_kin ist immer: 1/2 m * v^2

m ist die Masse des Körpers, v die Geschwindigkeit.

[Bliizzz]

Ja gut das wusst ich auch allerdings steht in unserem Buch was von E=1/2*D*( Ŷ²-y²) !? und diverse andere

und bei Epot....setzt du da für das y 0,02 ein? ist das korrekt?

[evB]

Was die halt gemacht haben ist, dass sie das v ausgetauscht haben, schließlich kann man die Geschwindigkeit ja auch in Abhängigkeit von der Position (y) ausdrücken.

[Bliizzz]

aso nagut ja ... nur wie rechnet man nu v aus den gegebenen sachen :S??

und eine letzte sache noch wie kommst du auf das endergebnis von der potentiellen Energie

[evB]

[Bliizzz]

Ah ok ich verstehe jetzt nur noch die BErechnung von v aus den gegebenen Sachen? Entweder ich steh aufm Schlauch oder...naja ^^

[evB]

Ich glaube, der Ansatz ist, dass man sagt:

Gesamtenergie = Kinetische Energie + Federenergie (also Potenzielle Energie)
=>
Kinetische Energie = Gesamtenergie - Federenergie (also Potenzielle Energie)

Die Federenergie kannst du mit der Auslenkung ausdrücken. Die Gesamtenergie hatten wir berechnet. Und die Differenz muss dann einfach deine kinetische Energie sein, sie kann ja nirgendwo anders herkommen.

Ich habe die Geschwindigkeit und kinetische Energie mal hergeleitet, ist aber nicht besonders übersichtlich. Aber … gähn … ich hoffe, das ist okay

[Bliizzz]

Ja natürlich ^^ ich hab dich ja schon genug in Anspruch genommen ich danke dir du hast mir mein Leben gerettet
Gut dann hoff ich mal, dass ich heute alles wunderbar rüberbringen kann