Studium, Ausbildung und Beruf
 StudiumHome   FAQFAQ   RegelnRegeln   SuchenSuchen    RegistrierenRegistrieren   LoginLogin

Mathematisches Pendel
Neues Thema eröffnen   Neue Antwort erstellen
Foren-Übersicht -> Physik-Forum -> Mathematisches Pendel
 
Autor Nachricht
JackWing
Newbie
Benutzer-Profile anzeigen
Newbie


Anmeldungsdatum: 15.03.2011
Beiträge: 3

BeitragVerfasst am: 15 März 2011 - 17:55:03    Titel: Mathematisches Pendel

Hallo zusammen,
ich bin am verzweifeln, ich bekomme eine Klausuraufgabe meiner Physikklausur im nachhinein einfach nicht gelöst. Ich hoffe ihr könnt mir helfen.

Zur Aufgabe: Betrachtet ist ein masseloser Faden der Länge l= 0,25 Meter, an dem eine masselose Kokosnushälfte mit 0,2 kg Futter hängt. Nun kommt eine Meise mit 15 m/s angeflogen und setzt sich auf die Kokosnusshälfte. Die Anordnung führt daraufhin Schwingungen der Amplitude 1 Grad aus.

Mein Ansatz: Impulserhaltung

m1*v1 = (m1+m2)*v2

wobei m1 = Masse Meise
m2 = Masse Futter
v1 = Geschwindigkeit Meise
v2 = Geschwindigkeit des Pendels nachdem Anflug

Um an die Geschwindigkeit zu kommen, hat mir mein Physikprof gesagt soll ich diese Bewegungsgleichung benutzen:
phi(t) = phi0 * sin(omega*t)

einmal abgeleitet kommt man so auf

phi'(t) = phi0 * omega * cos(omega*t)

Da die Maximalgeschwindigkeit gesucht ist, nehme ich an, das der cos(omega*t) maximal eins wird.

dann ergibt sich für phi'(t) = phi0 * omega

mit Omega = 2*pi*Wurzel(g/l)

Das ist eine Winkelgeschwindigkeit, und jetzt weis ich nicht mehr weiter.
Ich bekomme das nicht in meinen Kopf und bin für jeden Ratschlag dankbar.
Cheater!
Valued Contributor
Benutzer-Profile anzeigen
Valued Contributor


Anmeldungsdatum: 28.10.2007
Beiträge: 5224
Wohnort: Stuttgart

BeitragVerfasst am: 15 März 2011 - 18:03:12    Titel:

Winkelgeschwindigkeit * Radius = Geschwindigkeit

Reicht das?
JackWing
Newbie
Benutzer-Profile anzeigen
Newbie


Anmeldungsdatum: 15.03.2011
Beiträge: 3

BeitragVerfasst am: 15 März 2011 - 18:11:34    Titel:

Ich habe gelesen, das die Formel für die Geschwindigkeit hier nicht gilt.
Zudem habe ich das ganze gerade einmal durchgespielt, undbekomme dann für meine Meise 3,6*10^-4 kg raus. Sprich 0,36 gramm.
Das ist ein bisschen wenig oder nicht?

ist der Rechenweg bis hierher denn überhaupt richtig?
Cheater!
Valued Contributor
Benutzer-Profile anzeigen
Valued Contributor


Anmeldungsdatum: 28.10.2007
Beiträge: 5224
Wohnort: Stuttgart

BeitragVerfasst am: 15 März 2011 - 20:05:25    Titel:

3,6510 * 10^(-4) kg stimmt.

Sehr wenig, aber 1° Auslenkung ist ebenfalls sehr wenig.

Dein einziger Fehler oben ist der Faktor 2*pi. Der gehört weg.


@Realität:
Wenn eine Meise mit 15m/s (=54km/h) auf so einem Futterpendel landet, schwingt es ~45° aus. Eventuell sollte es nicht 1grad sondern 1rad heißen. Dann wäre allerdings die Kleinwinkelnäherung in der Schwingungsgleichung unzulässig und man würde über den Energieerhaltungssatz gehen.
JackWing
Newbie
Benutzer-Profile anzeigen
Newbie


Anmeldungsdatum: 15.03.2011
Beiträge: 3

BeitragVerfasst am: 15 März 2011 - 20:35:25    Titel:

Super! Vielen dank an dich.
Ich hatte das Ergebnis schonmal gesehen, aber so klein konnte ich es mir nicht vorstellen. Mein Prof. meinte, dass eine Meise um die 8 Gramm wiegen würde, und ich kam und kam nicht drauf.
Naja jetzt weis ich wenigstens das ich doch damit umgehen kann.

Nochmals, vielen Dank !!!
Beiträge der letzten Zeit anzeigen:   
Foren-Übersicht -> Physik-Forum -> Mathematisches Pendel
Neues Thema eröffnen   Neue Antwort erstellen Alle Zeiten sind GMT + 1 Stunde
Seite 1 von 1

 
Gehe zu:  
Du kannst keine Beiträge in dieses Forum schreiben.
Du kannst auf Beiträge in diesem Forum nicht antworten.
Du kannst deine Beiträge in diesem Forum nicht bearbeiten.
Du kannst deine Beiträge in diesem Forum nicht löschen.
Du kannst an Umfragen in diesem Forum nicht mitmachen.

Chat :: Nachrichten:: Lexikon :: Bücher :: Impressum