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Einige Aufgaben zu Schwingungen!
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Foren-Übersicht -> Physik-Forum -> Einige Aufgaben zu Schwingungen!
 
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Zerrax
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Anmeldungsdatum: 22.05.2009
Beiträge: 60

BeitragVerfasst am: 13 Sep 2010 - 18:27:18    Titel: Einige Aufgaben zu Schwingungen!

Hi Leute,


ich versuche gerade folgende Übungsaufgaben, die ich im Netz gefunden habe, zu lösen:

1) Eine Schraubenfeder hat die Richtgröße k = 25 N/m. Welche Masse muss angehängt werden, damit sie in der MInute 25 Schwingungen ausführt`?

2) Vergrößert man die an einer Schraubenfeder hängende Masse um 60g, so verdoppelt sich die Periodendauer. Wie groß ist die anfängliche Masse?

3) Die Karosserie von 800kg eines Lastkraftwagens senkt sich bei Zuladung von 1.8t um 6cm.

a) Welche Periodendauer ergibt sich daraus?
b) Welche Periodendauer hat die leere Karosse?
c) Bei welcher Zuladung ergibt sich die doppelte Periodendauer gegenüber b)?

4) Wie groß wird die Periodendauer, wenn bei gleicher Masse m zwei Federn mit den Konstanten k1 und k2 aneinander gehängt werden?
Tipp: Berechnen Sie erst die Federkonstante der Kombination.


Lösungen liegen den Aufgaben auch bei, aber leider nur die Lösungen, und ohne Rechenwege oder Erklärungen, wie man darauf kommt, kann ich damit wenig üben, wenn ich die Aufgaben nicht kann.

Deshalb bitte ich euch, mir zu erklären, wie man solche Aufgaben löst!

Vielen, vielen Dank schon einmal im Voraus! Smile
Deniz
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Anmeldungsdatum: 08.07.2004
Beiträge: 3081

BeitragVerfasst am: 13 Sep 2010 - 19:21:22    Titel:

1. Aufgabe:

Eine Schraubenfeder hat die Richtgröße k = 25 N/m. Welche Masse muss angehängt werden, damit sie in der MInute 25 Schwingungen ausführt`?

Also: k=25 N/m, n=25, t=1 min

w = sqrt(k/m)
(w: omega)

w = 2*pi*n/t wobei n/t = T

Bekommst Du den Rest selbst hin?
Die Aufgabe 2 lässt sich auch damit lösen. Smile
eagle05
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Anmeldungsdatum: 30.05.2006
Beiträge: 2481
Wohnort: Essen [NRW]

BeitragVerfasst am: 13 Sep 2010 - 19:23:30    Titel:

Deniz hat folgendes geschrieben:

n/t = T


sicher???
Deniz
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Anmeldungsdatum: 08.07.2004
Beiträge: 3081

BeitragVerfasst am: 13 Sep 2010 - 21:58:31    Titel:

Hehe, es muss natürlich

t/n = T

heißen. Very Happy
Zerrax
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Anmeldungsdatum: 22.05.2009
Beiträge: 60

BeitragVerfasst am: 14 Sep 2010 - 08:03:06    Titel:

Hi,

Danke erstmal für eure Antworten!
Aber wie komme ich den jetzt von dieser Formel auf die Masse?

Und was ist denn dieses w= sqrt (k/m) ?
GvC
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Anmeldungsdatum: 16.02.2009
Beiträge: 3456

BeitragVerfasst am: 14 Sep 2010 - 08:15:20    Titel:

Zerrax hat folgendes geschrieben:
Und was ist denn dieses w= sqrt (k/m) ?


w heißt eigentlich [; \omega;] und ist die sog. Kreisfrequenz (das stand übrigens schon im ersten Beitrag von Deniz), k ist die Federkonstante - häufig auch D oder c genannt, aber Du selbst hast sie ja mit dem Buchstaben k vorgestellt - und m ist die Masse. "sqrt..." ist ein mathematischer Operator und heißt "Wurzel aus..."

Sag' mal, wenn Du Dich mit dem Thema (harmonische) Schwingungen beschäftigst, müssten Dir doch eigentlich so ein paar Grundgleichungen geläufig sein. Wie willst Du denn sonst jemals irgendeine Schwingungsaufgabe angehen?

Zerrax hat folgendes geschrieben:
Aber wie komme ich den jetzt von dieser Formel auf die Masse?


Indem Du die Gleichung nach der Masse m auflöst.


Zuletzt bearbeitet von GvC am 14 Sep 2010 - 08:18:25, insgesamt einmal bearbeitet
Deniz
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Anmeldungsdatum: 08.07.2004
Beiträge: 3081

BeitragVerfasst am: 14 Sep 2010 - 08:17:01    Titel:

Ok, nochmal ganz langsam.

Aus dem linearen Kraftgesetz folgt:

k = mw^2
k: Richtgröße, wie Du es genannt hast
m: Masse
w: Omega (Winkelgeschwindigkeit)

Für w gilt:

w = 2*pi*f mit f: Frequenz und f=n/t, wobei

n: Anzahl
t: die Zeit, die gebraucht wird, um n Schwingungen auszuführen.

Somit gilt:

n/t = 1/T mit

T: Periodendauer.

Klar soweit? Smile
Zerrax
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Anmeldungsdatum: 22.05.2009
Beiträge: 60

BeitragVerfasst am: 14 Sep 2010 - 17:15:18    Titel:

Hi Leute

danke erstmal für eure antworten!
Ich habe es jetzt so einigermaßen verstanden, danke!

Könntet ihr mir nun aber bitte auch bei den nächsten aufgaben helfen?
Vollem die letzte Aufgabe macht mir zu schaffen Neutral
Es wäre echt klasse, wenn ihr mir auch bei den letzten aufgaben helfen könntet!!

Mfg
Zerrax
armchairastronaut
Moderator
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Moderator


Anmeldungsdatum: 31.10.2005
Beiträge: 6744
Wohnort: Colonia Claudia Ara Agrippinensis

BeitragVerfasst am: 14 Sep 2010 - 18:45:17    Titel:

Nuja, die Grundlgleichungen konntest du ja nachschlagen. Für kombinierte Federn musst du dir halt noch überlegen, wie du die Kombination (in Reihe bzw. parallel) durch eine gedachte einzelne Feder ersetzen kannst. Auch dazu gibt es Hinweise, z.B. hier:
http://www.uni-protokolle.de/foren/viewt/34978,0.html
GvC
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Anmeldungsdatum: 16.02.2009
Beiträge: 3456

BeitragVerfasst am: 15 Sep 2010 - 17:46:34    Titel:

An welcher ganz konkreten Stelle hakt's denn? Der von armchairastronaut genannte Link ist doch eigentlich selbsterklärend, oder? Er bezieht sich auf die Bestimmung der Federkonstante zweier Federn in Reihe, so wie die Aufgabenstellung das als Tipp vorgibt.
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