Physikalisches Pendel < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 18:08 Mo 13.09.2010 | | Autor: | Kuriger |
| Aufgabe | An einem masselosen Stab werden 2 Massen im Abstand d zueinander angebracht, die
kleine Masse m und die doppelt so grosse Masse 2m.
a) Wie gross ist die Schwingdauer in Abh¨angigkeit von m und d, wenn der Stab
genau in der Mitte zwischen den 2 Massen aufgeh¨angt wird? (Drehachse senkrecht zur
Stabachse)
b) Schwingdauer mit den Werten m=0.7 kg und d =1.2 m berechnet |
Ich hoffe mal ich habe die Situation richtig erfasst.
Also das mit den zwei Massen macht mir gerade etwas Probleme.
[Dateianhang nicht öffentlich]
Kann ich die beiden gewichte als zwei getrennte Pendel betrachten?
Muss ich zur Berechnung des Eigenträgheitsmomentes nicht die Form des Körpers wissen?
Wieso ist die reduzierte Länge grösser als die Länge d? Werden denn die reduzierten Längen der beiden Massen summiert? Aber die leichte Masse führt doch zur geschwindkeitsreduktion? Also wenn die schwere Masse alleine wäre, würde dich das Pendel schneller drehen?
Allgemeine Formel
[mm] l_{red} [/mm] = [mm] \bruch{J_s + m * s^2}{m * g * s}
[/mm]
http://www.htw-aalen.de/pz/bilder/Versuchsbeschreibung/05PZ_S1_Mathematisches_&_Physikalisches-Pendel.pdf (Seite 3)
Meine Fragen nochmals:
- Wie kann ich [mm] J_s [/mm] ausrechnen? Ist ja abhängig von der Form
- Werden die reduzierten Längen der beiden gewichte summiert? (Wenn ja weshalb?)
Ich kann dem Lösungsweg in keinster Weise folgen,,
[Dateianhang nicht öffentlich]
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
Anhang Nr. 2 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 20:24 Mo 13.09.2010 | | Autor: | Kuriger |
Ist das hier eigentlich ein Torsionspendel?
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 22:38 Mo 13.09.2010 | | Autor: | chrisno |
Nein. Dazu muss etwas tordiert werden. Zum Beispiel ein Faden, der dann eine Rückstellkraft erzeugt. Mehr dazu bei Wikipedia.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:49 Mo 13.09.2010 | | Autor: | M.Rex |
Hallo
> An einem masselosen Stab werden 2 Massen im Abstand d
> zueinander angebracht, die
> kleine Masse m und die doppelt so grosse Masse 2m.
> a) Wie gross ist die Schwingdauer in Abh¨angigkeit von m
> und d, wenn der Stab
> genau in der Mitte zwischen den 2 Massen aufgeh¨angt
> wird? (Drehachse senkrecht zur
> Stabachse)
>
> b) Schwingdauer mit den Werten m=0.7 kg und d =1.2 m
> berechnet
>
>
>
>
>
> Ich hoffe mal ich habe die Situation richtig erfasst.
>
> Also das mit den zwei Massen macht mir gerade etwas
> Probleme.
> [Dateianhang nicht öffentlich]
> Kann ich die beiden gewichte als zwei getrennte Pendel
> betrachten?
Nein
>
> Muss ich zur Berechnung des Eigenträgheitsmomentes nicht
> die Form des Körpers wissen?
Massen sind normalerweise als dimensionslose Massempunkte zu sehen.
> Wieso ist die reduzierte Länge grösser als die Länge d?
Wenn du uns verrätst, was die reduzierte Läänge ist, könnte man die Frage beantworten.
> Werden denn die reduzierten Längen der beiden Massen
> summiert? Aber die leichte Masse führt doch zur
> geschwindkeitsreduktion? Also wenn die schwere Masse
> alleine wäre, würde dich das Pendel schneller drehen?
Nicht zwingend.
>
> Allgemeine Formel
> [mm]l_{red}[/mm] = [mm]\bruch{J_s + m * s^2}{m * g * s}[/mm]
>
> http://www.htw-aalen.de/pz/bilder/Versuchsbeschreibung/05PZ_S1_Mathematisches_&_Physikalisches-Pendel.pdf
> (Seite 3)
>
> Meine Fragen nochmals:
> - Wie kann ich [mm]J_s[/mm] ausrechnen? Ist ja abhängig von der
> Form
Die Formel hast du. Und es gibt Formeln für bestimmte Körper. Die sollten in deinem Skrip zu finden sein, oder in der Vorlesung mal behandelt worden sein. Manchmal gibt es auch "allgemeine Überlegungen" dazu.
> - Werden die reduzierten Längen der beiden gewichte
> summiert? (Wenn ja weshalb?)
Was meinst du mit reduzierter Länge?
>
> Ich kann dem Lösungsweg in keinster Weise folgen,,
Ich schon, wenn du die Lösung abgeschrieben hättest, könnte man nen paar Takte dazwischenschreiben. So nur den "Grobweg"
Kannst du die x-Koordinate des Schwerpunkte nachvollziehen?
Und die Formeln für [mm] J_{s} [/mm] solltest du deinem Skript/deiner Formelsammlung entnehmen können.
zu b) Nur eine Zahl kann man selten nachvollziehen.
Marius
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 10:54 Di 14.09.2010 | | Autor: | Kuriger |
Hallo
Trotz der Antworten stehe ich leider hier nach wie vor im Sumpf. Hab keinen Plan....
Eben stimmt die aufzezeichnete Situation?
Ich verstehe den angesetzten Nullpunkt nicht. Denn der NUllpunkt muss ja der Drehpunkt sein! ist ja dort aufgehängt. Von diesem Punkt her muss ich dann die Steinersche Anteile der beiden massen berücksichtigen.
Die reduzierte Pendellänge soll den Zusammenhang des physikalischen zum mathematischen pendel wiedergeben.
Formel mathematisches Pendel.
T = [mm] 2\pi [/mm] * [mm] \wurzel{\bruch{l}{g}}
[/mm]
Formel physikalisches Pendel:
T = [mm] 2\pi [/mm] * [mm] \wurzel{\bruch{l_{reduziert}}{g}}
[/mm]
wenn ich mal die reduzierte Länge berechnet habe, ist ja das Problem gelöst.
Und im Internet habe ich für die reduzierte Länge folgende Formel gefunden (bereits im oberen Post)
[mm] l_{reduziert} [/mm] = [mm] \bruch{3J_s + m * s^2}{m*s} [/mm] = [mm] \bruch{J_A}{m*s}
[/mm]
[mm] J_s [/mm] bedeutet ja wohl das Eigenträgheitsmoment und [mm] m*s^2 [/mm] ist der entsprechende Steiner Anteil.
Doch ich verstehe nicht wie ich [mm] J_s [/mm] berechnen kann, brauch ja die Form der Masse, ispielt ja eine Rolle ob es eine Kugel, Zylinder etc. ist
Rauskommen sollte T = 2.691s
Ich bin da echt am Anschlag
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(Antwort) fertig | | Datum: | 11:40 Di 14.09.2010 | | Autor: | chrisno |
Du gehst das ungeheuer kompliziert an. Da zu den Massen keine weiteren Angaben vorliegen, kannst Du sie als punktförmig ansehen. (Wurde oben schon gesagt.)
Für das Trägheitsmoment einer Punktmasse mit dem Abstand r zu einer Drehachse, gibt es eine einfache Formel. Drehen sich zwei Massen um die gleiche Achse, addierst Du deren Trägheitsmomente.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 13:45 Di 14.09.2010 | | Autor: | Kuriger |
Hallo Chrisno
Danke erst einmal für die Antwort.
> Du gehst das ungeheuer kompliziert an. Da zu den Massen
> keine weiteren Angaben vorliegen, kannst Du sie als
> punktförmig ansehen. (Wurde oben schon gesagt.)
Punktförmig heisst, dass die Massen kein Eigenträgheitsmoment haben?
> Für das Trägheitsmoment einer Punktmasse mit dem Abstand
> r zu einer Drehachse, gibt es eine einfache Formel. Drehen
> sich zwei Massen um die gleiche Achse, addierst Du deren
> Trägheitsmomente.
Also einfach der Steineranteil: J = * [mm] m_1 [/mm] * [mm] l^2 [/mm] + [mm] m_2 [/mm] * [mm] l^2
[/mm]
l = 0.5d
Ist das so gemeint oder wie?
Wo steht das eigentlich wegen der Punktförmigen Masse? Dann wäre es ja ein mathematisches Pendel, aber hier ist von einem physikalischen Pendel die Rede
Danke, Gruss Kuriger
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(Antwort) fertig | | Datum: | 20:26 Di 14.09.2010 | | Autor: | chrisno |
>
> Punktförmig heisst, dass die Massen kein
> Eigenträgheitsmoment haben?
Es fehlen Dir Angaben. Du musst also entweder den Aufgabensteller bitten, diese nachzureichen, oder annehmen, dass es sich um Massenpunkte handelt.
>
....
>
> Also einfach der Steineranteil: J = * [mm]m_1[/mm] * [mm]l^2[/mm] + [mm]m_2[/mm] *
> [mm]l^2[/mm]
> l = 0.5d
Wenn Du die Definition des Trägheitsmoments Steineranteil nennen wilst, dann ja.
>
> Ist das so gemeint oder wie?
Wie soll ich das oder wie verstehen?
>
> Wo steht das eigentlich wegen der Punktförmigen Masse?
s.o.
> Dann wäre es ja ein mathematisches Pendel, aber hier ist
> von einem physikalischen Pendel die Rede
Nein, es ist so kein mathematisches Pendel. Die Beszeichnung physiklaisches Pendel halte ich aber bei dieser Aufgabe für überzogen. Allerdings ist es ein Weg zu diesem, weil nun nur noch die Summe durch ein Integral ersetzt werden muss.
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