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Hängt man einen Körper mit der Masse 400g an eine Schraubenfeder, so wird sie um 10 cm verlängert. Aus dieser Gleichgewichtslage wird der Körper um 5cm angehoben und losgelassen.


a) Ermittle die Schwingungsdauer in s und Frequenz in Hz des Federpendels.

b) Berechne die Lage und Bewegungsenergie des Pendels in J bei masximaler und minimaler Amplitude?

Wie groß ist die Gesamtenergie in J bei Annahme einer ungedämpften harmonischen Schwingung?

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Hängt man einen Körper mit der Masse 400g an eine Schraubenfeder, so wird sie um 10 cm verlängert. Aus dieser Gleichgewichtslage wird der Körper um 5cm angehoben und losgelassen.


a) Ermittle die Schwingungsdauer in s und Frequenz in Hz des Federpendels.

Braucht man erst mal die Federkonstante D = F / Delta L 

F ist die Gewichtskraft zu den 400g = 0,4 kg also F = = 0,4*9,81 N = 3,29 N

Dann also D = 3,29 N / 0,1 m = 32,9 kg/s^2 

mit T = 2 pi * wu( m/D) bekommst du die Schwingungsdauer T = 0,692 s

und die Frequenz f= 1/T = 1,44 Hz

b) Berechne die Lage und Bewegungsenergie des Pendels in J bei masximaler und minimaler Amplitude?

Die Lage y=0 ist ja diejenige, die zu Beginn, also nach 10cm Auslenkung vorhanden war.

Um diesen Wert pendelt die Lage, ist also zu Beginn bei y=5 cm und wenn der Körper ganz weit unten unten

ist bei y=-5 cm  bzw auf  den Aufhängepunkt der Feder bezogen bei -5 und -15.

Und in den jeweiligen max, min Punkten ist Ekin = 0



Wie groß ist die Gesamtenergie in J bei Annahme einer ungedämpften harmonischen Schwingung?
allgemein  E = (D/2) * maximalausschlag ^2 also hier
E = 32,9 kg/s^2 * (0,05m)^2 = 0,0823 J
Beantwortet von 2,1 k
0,4*9.81=3,924....

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