Federkonstante berechnen < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 16:55 So 20.05.2007 | | Autor: | Mach17 |
| Aufgabe | | Ein Pkw mit einer Masse von m=1,4t fährt mit einer Geschwindigkeit von 72km/h über eine Straße, auf der sich Schlaglöcher im Abstand von 3m befinden. Welche Federkonstante sollten die Federbeine des Fahrzeugs nicht besitzen? |
Hi Leute!
Schreibe morgen eine Physik-Klausur und wollte mich noch ein bisschen vorbereiten.
Leider habe ich bei dieser Aufgabe keinen Ansatz, deswegen hoffe ich, dass mir hier jemand helfen kann ;)
Danke schonmal im voraus.
mfg
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 17:22 So 20.05.2007 | | Autor: | Kroni |
Hi,
Masse und Feder lässt mich an eine harmonische Schwingung denken.
Was passiert?
Der Wagen fährt durch ein Schlagloch, die Reifen/ein Reifen fährt rein.
Das kann man dann als Auslenknung und Beginn einer harmonischen Schwingung ansehen, die Feder wird nach unten ausgelenkt.
Bei T/4 der Schwingung ist die Feder dann wieder in der Gleichgewichtslage, und bei T/2 ist die Feder dann oben, sprich: Abstand Auto und Oberfläche ist verdammt klein geworden.
Kommt das dann gut, wenn das Auto dann durch das Schlagloch fährt, wo der Abstand Auto/Straße sowieso schon so klein ist?
Ich denke, dann könnte die Karosserie etwas auf die Straße kommen.
Diesen Gedanken fortführen, und mit Hilfe der Geschwindigkeit und des Abstandes die Zeit ausrechnen, und dann mal den rechnerischen Ansatz für T machen, in der m und D vorkommt.
LG
Kroni
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:37 So 20.05.2007 | | Autor: | Mach17 |
Danke schonmal für deine Hilfe!
Also, da es sich um eine Harmonische Schwingung handelt:
T = 2pi* WURZEL(m/D)
Das ist mein Ansatz für T, in dem m und D vorkommt.
Aber nun hab ich erstmal 2 unbekannte, T und D, hm..
Außerdem denke ich, muss man die Geschwindigkeit und den Abstand von 3m auch noch irgendwo unterbringen, oder?
mfg
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:42 So 20.05.2007 | | Autor: | Kroni |
Hi, noch einmal der Gedanke:
Du fährst durch ein Schlagloch.
Der Reifen geht nach unten.
Das ist der Beginn deiner harmonischen Schwingung.
Nach T/4 ist dein Reifen wieder in der Ausgangslage, alles okay.
Nach T/2 ist dein Reifen um die Tiefe des Schlagloches nach oben gegangen.
Angenommen, dein Reifen befinet sich höher als in der Gleichgewichtslage, und es kommt das nächste Schlagloch, also bei t=T/2, dann behaupte ich, dass dein Wagen schön tief fällt.
Und das willst du doch nicht.
Aber genau das ist der Fall, den du nicht haben willst.
Also, du kannst T berechnen, und du weist, dass in diesem schlechten Fall, also von einem Schlagloch zum anderen genau T/2 an Zeit vergangen sein muss.
Naja, und die Zeit, die das Fahrzeug braucht, um 3 Meter zurückzulegen, kannst du ja mit Hilfe von v=s/t (da v konstant ist) berechnen.
Dazu v von km/h in m/s umrechnen.
Dann kennst du T/2= so und so, und T kannst du durch D und m ausdrücken.
m kennst du, ist also nur noch D unbekannt.
LG
Kroni
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:55 So 20.05.2007 | | Autor: | Mach17 |
hm, bin mir nicht sicher ob ich dich 100%ig verstanden habe, hier mal meine Rechnungen:
v = s/t
t = 0,15s
t/2 = 0,075s
T = 2pi * WURZEL(m/D)
0,15s = 2pi * WURZEL(1400kg/D)
D = 2456434 N/m
Aber so wie ich mich kenn, sind die Ergebnisse wieder falsch..
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:06 So 20.05.2007 | | Autor: | Kroni |
> hm, bin mir nicht sicher ob ich dich 100%ig verstanden
> habe, hier mal meine Rechnungen:
>
> v = s/t
Richtig.
> t = 0,15s
Auch soweit richtig, da du t=s/v mit s=3m und v=20m/s gerechnet hast.
> t/2 = 0,075s
korrekt, aber wozu berechnest du das jetzt schon?
>
> T = 2pi * WURZEL(m/D)
=> [mm] T=2\pi [/mm] * [mm] \wurzel{\bruch{m}{D}}
[/mm]
> 0,15s = 2pi * WURZEL(1400kg/D)
Ist so nicht richtig.
Es muss doch gelten nach dem oberen Ansatz: T/2 = Zeit, die das Auto braucht, um 3m zurückzulegen =>
T/2=0.15s
T=0.3s
[mm] 2\pi [/mm] * [mm] \wurzel{\bruch{m}{D}}=0.3s
[/mm]
=> D=614.11 kN/m
>
> D = 2456434 N/m
>
> Aber so wie ich mich kenn, sind die Ergebnisse wieder
> falsch..
LG
Kroni
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 18:23 So 20.05.2007 | | Autor: | Mach17 |
Achso, stimmt, ich muss ja für T = 0,3s nehmen.
Hab es jetzt verstanden :)
Vielen, vielen Dank!
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 18:25 So 20.05.2007 | | Autor: | Kroni |
Hi,
kein Problem, das Wichtige ist ja, dass du die Vorgehensweise verstehst.
LG
Kroni
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