senkrechter Schuß durch Feder < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 16:36 So 01.12.2013 | | Autor: | Bluma89 |
| Aufgabe | Auf einer Feder mit der Federkonstante D=100N/m, die mit einem Ende fest am Boden montiert ist, ist am anderen Ende mit einer Masseplate m1=5kg verbunden. Zusätzlich wird auf die Platte eine Kugel mit der Masse m=20g gelegt. Die Feder wird 12cm ausgelenkt und daraufhin losgelassen.
Berechnen Sie die Flughöhe der Kugel sowie den Zeitpunkt der Trennung von Masseplatte und Kugel. |
Aufgabe wie oben beschrieben. Bisher habe ich es mir so vorgestellt, dass die Feder und die Masseplate einen hamonischen Schwinger bilden, der die Kugel bis zur Gleichgewichtslage beschleunigt, die Kugel dann durhc die Gewichtskraft abgebemst weiterfliegt und das Masse-Federsystem weiterpendelt. Dies habe ich auch soweit ausgerechnet, bin aber mit dem Ergebnis nicht ganz zufrieden. Also ich bin der Meinung, dass ich beim Ansatz falsch liege, mir fällt jedoch kein besserer ein.
Ich möchte euch somit fragen, ob ihr evtl weiterhelfen könnt?
Vielen Dank soweit.
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Hallo,
> Auf einer Feder mit der Federkonstante D=100N/m, die mit
> einem Ende fest am Boden montiert ist, ist am anderen Ende
> mit einer Masseplate m1=5kg verbunden. Zusätzlich wird auf
> die Platte eine Kugel mit der Masse m=20g gelegt. Die Feder
> wird 12cm ausgelenkt und daraufhin losgelassen.
>
> Berechnen Sie die Flughöhe der Kugel sowie den Zeitpunkt
> der Trennung von Masseplatte und Kugel.
> Aufgabe wie oben beschrieben. Bisher habe ich es mir so
> vorgestellt, dass die Feder und die Masseplate einen
> hamonischen Schwinger bilden, der die Kugel bis zur
> Gleichgewichtslage beschleunigt, die Kugel dann durhc die
> Gewichtskraft abgebemst weiterfliegt und das
> Masse-Federsystem weiterpendelt. Dies habe ich auch soweit
> ausgerechnet, bin aber mit dem Ergebnis nicht ganz
> zufrieden. Also ich bin der Meinung, dass ich beim Ansatz
> falsch liege, mir fällt jedoch kein besserer ein.
>
> Ich möchte euch somit fragen, ob ihr evtl weiterhelfen
> könnt?
Wie sollen wir das machen, wenn du deine konkreten Rechnungen nicht angibst?
Dein Ansatz erscheint mir schon richtig. Man kann vielleicht das Gewicht der Kugel vernachlässigen bzw. man kann es auch berücksichtigen. Definitiv kann es dir egal sein, was das Masse-Feder-System nach dem Abheben der Kugel macht, gefragt ist hier nur nach dem Zeitpunkt des Nulldurchgangs bzw. dem, was du Gleichgewichtslage nennst.
Für den Beschleunigungsvorgang des gespannten Systems darfst du annehmen, dass er aus der Ruhelage beignnt. Dann gilt bekanntlich
[mm] s=\bruch{a}{2}t^2
[/mm]
wobei du die Beschleunigung über die Federkraft unter der Berücksichtigung einer (ober beider) Massen bekommst. Danach ist es Schulphysik in Form von
[mm] s=-\bruch{g}{2}t^2+v_0*t+s_0
[/mm]
Gruß, Diophant
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 19:50 So 01.12.2013 | | Autor: | Calli |
Hallo !
Zur Berechnung der Ablösegeschwindigkeit der kleinen Masse (Kugel) kannst Du auch den Energieansatz machen:
[mm] $E_{span} [/mm] + [mm] E_{pot_1} [/mm] = [mm] E_{pot_2} [/mm] + [mm] E_{kin}$
[/mm]
mit
[mm] $E_{pot_1}=0$
[/mm]
Ciao
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