Federkonstante < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
|
| Aufgabe | Eine Feder hat die Federkonstante k = 45 N
cm.
a)Wie groß ist die Masse m, die an die Feder gehängt wurde, wenn die Feder sich um
15cm nach dem Anhängen der Masse gedehnt hat?
b.) Welche Masse muss man an dieselbe Feder anhängen, damit diese bei Auslenkung mit
einer Frequenz von 20Hz schwingt?
c.) Um wie viel wurde die Masse aus b.) ausgelenkt, wenn die Energie im unteren Umkehrpunkt
10 Joule beträgt?
|
Hallo liebe leute,
ich habe a) glaube ich geschafft allerding bitte ich euch um eure hilfe bei den anderen beiden.
bei a) habe ich zuerst F=m*g berechnet also: 0,2kg*9,81=1,962 N. Dann bekam ich die Federkonstante D=1962 N/0,15= 19,66N/m raus ist das so richtig?
und bei b) u. c) brauche ich leider komplette hilfe.Bei b) weis ich nciht wie die frequenz mit der federkonstante zusammen hängt.
danke
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt
|
|
| |
|
| Status: |
(Antwort) fertig  | | Datum: | 19:30 Mi 24.02.2010 | | Autor: | Kroni |
Hi und ![[willkommenvh]](/images/smileys/willkommenvh.png "[willkommenvh]") ,
> Eine Feder hat die Federkonstante k = 45 N
> cm.
> a)Wie groß ist die Masse m, die an die Feder gehängt
> wurde, wenn die Feder sich um
> 15cm nach dem Anhängen der Masse gedehnt hat?
> b.) Welche Masse muss man an dieselbe Feder anhängen,
> damit diese bei Auslenkung mit
> einer Frequenz von 20Hz schwingt?
> c.) Um wie viel wurde die Masse aus b.) ausgelenkt, wenn
> die Energie im unteren Umkehrpunkt
> 10 Joule beträgt?
>
> Hallo liebe leute,
>
> ich habe a) glaube ich geschafft allerding bitte ich euch
> um eure hilfe bei den anderen beiden.
> bei a) habe ich zuerst F=m*g berechnet also:
> 0,2kg*9,81=1,962 N. Dann bekam ich die Federkonstante
> D=1962 N/0,15= 19,66N/m raus ist das so richtig?
Das ist doch gar nicht die Aufgabe? Du suchst doch gerade die Masse $m$ des Koerpers, der an die Feder gehaengt wird?! D.h. warum rechnest du dann die schon gegebene Federkonstante aus?!
Achso, nebenbei: Die Einheit deiner Federkonstante $k$ passt nicht. Es ist doch $F=kx$, wobei $x$ die Auslenkung ist, und $F$ die Kraft. D.h. damit [mm] $[F]=\text{N}$, [/mm] muss [mm] $[k]=\frac{\text{N}}{\text{m}}$ [/mm] sein, also Krafteinheit pro Laengeneinheit und nicht mal.
> und bei b) u. c) brauche ich leider komplette hilfe.Bei b)
> weis ich nciht wie die frequenz mit der federkonstante
> zusammen hängt.
Hm, schau mal zB ![[]](/images/popup.gif) hier, das ist ja ein harmonischer Oszillator, der durch die DGL [mm] $m\ddot{x}+kx=0 \Leftrightarrow \ddot{x}+\omega^2x=0$ [/mm] mit [mm] $\omega^2=\frac{k}{m}$ [/mm] definiert ist, wobei [mm] $\omega$ [/mm] die Kreisfrequenz der Schwingung ist.
Bei der c) hilft Energieerhaltung weiter.
LG
Kroni
> danke
>
>
> Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen
> Internetseiten gestellt
|
|
|
| |
|
Hey kroni,
danke erstmal für deine antwort. Ja ich habe mich versehen:). Ich hatte 2 aufgaben über federkonstanten berechnet und habe die Lösung von der anderen aufgabe hier reingeschrieben.. Jedenfall zu a) habe ich F=D*l=4,5N/m *0,15m= 0,675N. Dann Benutze ich m=F/g= 0,675/9,81=0,688 Kg. Jzt haste mich natürlich auf den Fehler der anderen aufgabe auch hingewiese, was ziemlich praktisch ist:). Aber bei b) und c) brauch ich noch hilfe..
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 19:46 Mi 24.02.2010 | | Autor: | Kroni |
Hi,
> Hey kroni,
>
> danke erstmal für deine antwort. Ja ich habe mich
> versehen:). Ich hatte 2 aufgaben über federkonstanten
> berechnet und habe die Lösung von der anderen aufgabe hier
> reingeschrieben.. Jedenfall zu a) habe ich F=D*l=4,5N/m
> *0,15m= 0,675N. Dann Benutze ich m=F/g= 0,675/9,81=0,688
> Kg. Jzt haste mich natürlich auf den Fehler der anderen
> aufgabe auch hingewiese, was ziemlich praktisch ist:). Aber
> bei b) und c) brauch ich noch hilfe..
>
Zur b) und c) habe ich doch oben schon was geschrieben:
Also nochmal das selbe:
Zur b):
Die DGL fuer die Schwingung lautet [mm] $m\ddot{x}+kx=0$, [/mm] oder anders [mm] $\ddot{x}+\omega^2 [/mm] x=0$, wobei [mm] $\omega^2=\frac{k}{m}$, [/mm] die Kreisfrequenz deiner Schwingung. Noch ein Hinweis: Es gilt, [mm] $\omega=2\pi\nu$, [/mm] wobei [mm] $\nu$ [/mm] die Frequenz deiner Schwingung ist.
Zur c): Hier hilft Energieerhaltung weiter.
LG
Kroni
|
|
|
| |
|
Ich verstehe leider nicht so ganz was ist mit denbeiden x anfangen soll geschweige denn was das x mit den 2 punkten bedeutet:). Eig. könnte ich doch w²=k/m und [mm] w=2*/pi*\nu [/mm] gleich setzen und die gleichung lösen oder? [mm] k/m=4*\pi^2*\nu^2 [/mm]
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 20:18 Mi 24.02.2010 | | Autor: | Kroni |
Hi,
sorry, ich dachte du koenntest was mit den Differentialgleichungen anfangen wollte dich damit nicht verwirren. [mm] $\ddot{x}$ [/mm] ist die Zweite Ableitung der Auslenkung nach der Zeit, also [mm] $\frac{\mathrm d^2 x(t)}{\mathrm dt^2}$. [/mm] Das ist dann die "Herleitung", warum [mm] $\omega^2=\frac{k}{m}$ [/mm] gilt.
> Ich verstehe leider nicht so ganz was ist mit denbeiden x
> anfangen soll geschweige denn was das x mit den 2 punkten
> bedeutet:). Eig. könnte ich doch w²=k/m und [mm]w=2*\pi*\nu[/mm]
> gleich setzen und die gleichung lösen oder?
> [mm]k/m=4*\pi^2*\nu^2[/mm]
Genau.
LG
Kroni
|
|
|
| |
|
Btw danke, dass du mir so spät um diese uhrzeit noch deine Hilfe anbietest:). Weiß ich zu schätzen
|
|
|
| |
|
sry ich habe deine antwort für b und c übersehen. Ich werde mich erstmal den link ansehen
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 19:49 Mi 24.02.2010 | | Autor: | Kroni |
Hi,
kein Ding.
LG
Kroni
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Frage) beantwortet  | | Datum: | 16:19 Do 25.02.2010 | | Autor: | leo23 |
| Aufgabe | c.) Um wie viel wurde die Masse aus b.) ausgelenkt, wenn die Energie im unteren Umkehrpunkt
10 Joule beträgt?
|
brauche ebenfalls Hilfe bei dieser Aufgabe. Der erwähnte Energierhaltungssatz sagt ja aus das es unmöglich ist in einem abgeschlossenem System Energie zu erzeugen oder zu vernichten. Wie gehe ich damit in dieser Aufgabe um?
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 16:24 Do 25.02.2010 | | Autor: | leduart |
Hallo
Kennst du nicht die Formel wie Auslenkung aus der Ruhelage und Spannungsenergie zusammenhängen? Genauer, welche Arbeit muss man verrichten um eine Feder um s zu dehnen?
Gruss leduart
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 16:33 Do 25.02.2010 | | Autor: | leo23 |
Leider nein. Ich habe keine gescheite Formelsammlung. Oder meinst du die Formel für Spannungsenergie (pot. Energie). Wie das zusammenhängt habe ich absolut keine Ahnung
|
|
|
|
