Klausuraufgabe Federpendel < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 12:56 Mi 04.02.2009 | | Autor: | Koray00 |
| Aufgabe | Ein Federpendel mit einer Ressonanzfrequenz w0 befindet sich zu einem Teil in einer viskosen Flüssigkeit(Reibung). Der andere Teil wird durch eine Drehscheibe periodisch mit
B=Bo*sin(w0*t) angeregt
a) Skizzieren Sie die Amplitude des Pendels als Funktion der Frequenz w0? Für eine große und eine kleine Dämpfung. Wie groß ist die Amplitude im Grenzfall großer Frequenzen.
b) Skizzieren Sie die Phasenverschiebung zwischen der externen anregung und der Schwingungsamplitude des Federpendels als Funktion der Frequenz für eine große und eine kleine Dämpfung. Wie groß ist die Phasenverschiebung im Grenzfall kleiner Frequenzen. |
Also zu a) muss ich irgendwas beachten beim zeichnen der Sinus-kurven, außer das die amplituden bei einer großen Dämpfung schneller abnehmen. Und zu der Frage, wie groß ist die Amplitude im Grenzfall großer Frequenzen habe ich außer der Idee, dass sie vielleicht Bo ist keine Ahnung.
b) muss ich hier nur 2 phasenverschobene sinuskurven zeichnen und was passiert da wieder im grenzfall?
Danke schonmal für die schnellen Antowrten
Gruß aus Braunschweig :)
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 13:08 Mi 04.02.2009 | | Autor: | Kroni |
Hi,
wenn du dir das Problem mit der Reibung abstrahierst, siehst du, dass du einen harmonischen Oszillator mit Dämpfung (aufgrund der Reibung) hast, mit einer periodischen, äußeren Kraft.
D.h. dein Oszillator genügt der DGL
[mm] $\ddot{x}+\gamma\dot{x}+\omega [/mm] x=f(t)$ wobei f die äußere Kraft ist, in deinem Fall also [mm] $f(t)=B_0*\sin\omega_0 [/mm] t$
Dieses Objekt sollte dir bekannt vorkommen.
![[]](/images/popup.gif) Hier findest du auf Seite 26 dann die Bilder von Amplitude und Phase als Funktion der äußeren Anregungsfrequenz [mm] $\omega_0$
[/mm]
Jetzt kannst du dir überlegen, warum das so ist. Wenn die Dämpfung groß ist, dann kann man ja anregen, wie man will, aber es wird nichts passieren etc....
Ich hoffe, das hilft dir ein wenig weiter.
LG
kroni
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 19:45 Mi 04.02.2009 | | Autor: | Koray00 |
Hallo Kroni,
danke für deine schnelle Antwort, aber ich werd nicht wirklich schlau daraus. Die Scheibe und die Feder sind in Ressonanz, das bedeutet das sich die amplituden ich sag jetzt mal addieren. Die Dämpfung wirkt diesem entgegen. Bei sehr hohen frequenzen, was ja nichts anderes ist als das die sinus kurve zusammengedrückt (kleinere periodendauer)ist.
bedeutet das "für sehr hohe frequenzen" das die dämpfung vernachlässigbar ist und die amplituden gegen unendlich gehen oder das die dämpfung schneller wirkt durch die kürzere periodendauer und die amplitude sehr schnell gegen Null geht.
bei b) habe ich gar keine ahnung....
danke nochmals
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 22:17 Mi 04.02.2009 | | Autor: | chrisno |
Bist Du sicher, dass Du nur skizzieren und nicht rechnen sollst?
Ansonsten: Was ist Resonanz? Die tritt bei nur einer Frequenz auf.
Die Dämpfung wirkt sich nur bei der Ferquenz Null nicht aus.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 22:39 Mi 04.02.2009 | | Autor: | Koray00 |
also sicher bin ich mir natürlich nicht...ich glaube auch nicht, dass ich was rechnen muss sondern die amplitude bei
dem grenzfall einen besonderen wert einnimmt. ich hab leider zu dem thema nicht soviel ahnung und in meinem lernkreis konnte es auch niemand beantworten...
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(Antwort) fertig | | Datum: | 23:07 Mi 04.02.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
1. in deinem Text muss ein fehler sein, du sollst sicher die amplitude in Abh von [mm] \omega [/mm] des sntriebs, bzw von [mm] \omega/\omega_0 [/mm] zeigen.
Was du schriebst von frequenz und Daempfung ist so falsch.
Hast du dir denn wenigstens die Quelle, die dir krono angegeben hat mal angesehen? da sind ja all die Skizzen, die von dir verlangt werden!
Was daran verstehst du nicht.
In der Fragestellung ist die eigenfrequenz des Schwingers fest. geaendert wird die Frequenz des Antriebs= Scheibe und die Daempfung.
Gruss leduart
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