Geschwindigkeit berechnen < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 15:23 Mo 29.12.2008 | | Autor: | andre_13 |
| Aufgabe | | Durch einen Raupenschlepper entstehen auf einem Weg Spuren als eine Reihe von Vertiefungen, die 30,0 cm voneinander entfernt sind. Auf dieser Straße fährt dann ein Kinderwagen, der zwei gleiche Federn hat, von denen sich jede unter der Wirkung einer Last von 9,81 N um 2,00 cm durchbiegt. Mit welcher Geschwindigkeit fährt der Kinderwagen, wenn er von den Stößen infolge der Vertiefungen in Resonanz gerät und kräftig zu schaukeln beginnt? Die Masse des Kinderwagens beträgt 10,0 kg. |
Ich habe bei dieser Aufgabe leider überhaupt keine Idee und wäre dankbar wenn ihr mir helfen könntet.
Mir ist klar, dass ich die Geschwindigkeit berechnenen muss. Vorher muss ich jedoch die Federn mit einbeziehen. Entsteht durch das eindrücken der Federn eine höhere Reibung? Wie kann ich dies in einer Formel umsetzen?
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Hallo!
Der Kinderwagen mit seinen Federn stellt ein schwingungsfähiges System, ähnlich einem Federpendel dar.
Mit welcher Frequenz schwingt der Kinderwagen denn, wenn du ihn anstößt? Die Federkonstante D mußt du ja noch berechnen, ebenso mußt du drüber nachdenken, was passiert, wenn man die zwei Federn "parallel schaltet".
Die Frage ist nun, wie schnell der Kinderwagen sein muß, damit er von der Hügellandschaft mit der gleichen Frequenz kleine Stöße bekommt.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 10:12 Di 30.12.2008 | | Autor: | andre_13 |
-D = F/s = 9,81 N / 2 cm = 4,905 kg/s²
Danach weis ich allerdings nicht weiter.
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Hallo!
Das ist schonmal richtig.
Nun hast du aber ZWEI Federn, die zusammen eine andere Federkonstante haben.
Überlege mal selbst, wie sich diese neue Federkonstante berechnet, wenn man zwei Federn nebeneinander setzt, und oben und unten miteinander verbindet. Was sagt dir dein Gefühl, wird's schwerer oder einfacher, die beiden Federn zusammen zu drücken?
Zur weiteren Aufgabe: Was weißt du denn so alles über Pendel?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 14:02 Di 30.12.2008 | | Autor: | andre_13 |
Hallo,
ich habe herausgefunden, dass die Federkonstanten von parallelen Federn werden addiert.
D = D1 + D2 = 4,905 kg/s² + 4,905 kg/s² = 9,81 kg/s²
demnach wird es auch schwerer.
Über den Pendel weis ich, dass man die folgende Formel anwenden kann:
Tangentialkraft = m*g*sin(Winkel)
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 16:20 Di 30.12.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo
Diese Formel gilt für ein Fadenpendel, nicht für ein Federpendel. Mit welcher Frequenz schwingt denn eine Masse m an einer Feder mit der Konstanten D?
Eigentlich müsst ihr das gemacht haben.
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:56 Di 30.12.2008 | | Autor: | andre_13 |
Ich habe folgende Formel gefunden
T = 2 * pi * Wurzel(m/D) = 2 pi * Wurzel ( 10 kg / 9,81 kg/s²)
T = 6,34 s
f = 1/T = 1 / 6,34s = 0,158 Hz
Ist das richtig?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:02 Di 30.12.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo
Die Formel ist richtig. mich macht das "ich habe gefunden" etwas ratlos! eigentlich sollte da stehen "wir haben experimentell bestimmt oder wir haben hergeleitet:
So, wenn du jetzt den kinderwagen so bewegst, dass er mit dieser Frequenz "angeregt" wird, wird die Schwingung immer stärker :"Resonanz" also kannst du jetzt die Geschwindigkeit ausrechnen. in einem T muss man von einer Vertiefung zur nächsten kommen!
Deine Zahlenwerte hab ich nicht überprüft.
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 12:08 Sa 03.01.2009 | | Autor: | andre_13 |
Das ist so wie bekommen die Zettel sollen sie rechnen und irgendwann leiten wir danach die Formeln her.
Darum habe ich diese Formel nachgeschlagen
q= omega 0 / delta omega= v in griechisch 0/delta griechisch v
omega 0= resonanzfrequenz (ist ja gesucht)
Aber wie komme ich an die anderen Werte?
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Hallo!
Du hast geschrieben:
f = 1/T = 1 / 6,34s = 0,158 Hz
Kannst du mit eigenen Worten erklären, welche Bedeutung diese 6,34s haben? Also, was passiert innerhalb von 6,34s Sekunden mit den Kinderwagen?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 14:41 Sa 03.01.2009 | | Autor: | andre_13 |
Das ist die Zeit, die der Kinderwagen braucht um von einer Vertiefung zur anderen zu kommen.
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Vollkommen richtig! Und die Vertiefungen befinden sich in Abständen von 30cm. Also muß der Wagen wie schnell sein?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 10:29 So 04.01.2009 | | Autor: | andre_13 |
Die Lösung ist dann 4,74 m/s?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 13:00 So 04.01.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
Bitte liefere nicht einfach Ergebnisse, sondern wie du drauf gekommen bist. Dein Ergebnis ist falsch, aber obs ein Rechen oder Denkfehler ist weiss ich nicht. Hast du auf die einheiten geachtet?
(Nen Kinderwagen mit etwa 18km/h zu schieben ist schon grenzwertig!)
Gruss leduart.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:07 So 04.01.2009 | | Autor: | andre_13 |
Ist das denn so falsch?
Ich habe folgendermaßen gerechnet
v = 6,34 s * 0,3 m = 1,902 m/s
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:11 So 04.01.2009 | | Autor: | Loddar |
Hallo Andre!
Das passt doch schon allein anhand der Einheiten nicht.
Gruß
Loddar
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 19:02 So 04.01.2009 | | Autor: | andre_13 |
Aber Hz ist doch 1/s? Ist es dann nicht m/s
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(Antwort) fertig | | Datum: | 19:29 So 04.01.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
Du hast eine Zeit t mit einem Weg s multipliziert! dabei kommen m*s raus. mit fällt grade keine physikalische größe ein, die die se einheit hat. wenn du 6h für 1km brauchst sagst du dann auch deune Geschw. ist 6km/h?
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 19:50 So 04.01.2009 | | Autor: | andre_13 |
Dann ist die Formel falsch?
v = s/t
ist dann die richtige Formel
v= 30 m / 6,34s = 4,73 m/s
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(Antwort) fertig | | Datum: | 19:52 So 04.01.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
> Dann ist die Formel falsch?
Wieso kannst du das noch fragen?!
> v = s/t
> ist dann die richtige Formel
>
> v= 30 m / 6,34s = 4,73 m/s
So viel Leichtsinn ist lästig! da stand doch 30cm!
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 20:04 So 04.01.2009 | | Autor: | andre_13 |
v= 0,3 m / 6,34s = 1,902 m/s
Jetzt aber. ;)
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(Antwort) fertig | | Datum: | 23:05 So 04.01.2009 | | Autor: | Loddar |
Hallo Andre!
> v= 0,3 m / 6,34s = 1,902 m/s
![[notok]](/images/smileys/notok.gif "[notok]") Bitte nochmals im Taschenrechner eintippen ...
Gruß
Loddar
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