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[quote="Glitchy"]:wink: Hallo Board, zunächst erstmal möchte ich mich eigenmächtig Willkommen heißen. Und damit ich mich gleich mal bekannt mache, habe ich auch schon die erste Frage: In Einer Übung war das Herleiten der Differentialgleichung (DGL) für den harmonischen Federschwinger verlangt. Dabei muss die rücktreibende Kraft der Feder (Hook'sches Gesetz [latex]F_k=-k\cdot x[/latex]) mit dem 2. Newton'schen Axiom [latex]F=m\ddot x[/latex] gleich gesetzt werden. Somit kommt man auf [latex]m\ddot x=-kx[/latex]. Das ganze nach 0 umstellen ergibt ja dann: [latex]0=\ddot x+\frac{k}{m}x=0[/latex] Setzt man nun die Gleichungen der harmonischen Schwingung [latex]x(t)=x_{0}\cos{(\omega t)}[/latex] und [latex]\ddot x(t)=-\omega^{2}x_{0}\cos{(\omega t)}[/latex] entsprechend ein, erhält man ja folgendes Gleichgewicht, gell?: [latex]0=-\omega^{2}x_{0}\cos{(\omega t)}+\frac{kx_{0}\cos{(\omega t)}}{m}[/latex]. [latex]x_{0}[/latex] und [latex]\cos(\omega t)[/latex] könnte man ja nun rauskürzen, oder nicht? Also müsste eigentlich ganz zum Schluss folgendes übrig bleiben: [latex]x_{0}\cdot\underbrace{\left[-\omega^{2}+\frac{k}{m}\right]}_{=0}=0[/latex] Aber wie kommt man dann auf [latex]\leadsto\omega^{2}=\frac{k}{m}\textnormal{ }\Rightarrow\textnormal{ }\omega=+\sqrt{\frac{k}{m}}[/latex]? Ich habe die Zwischenschritte nach langem Hin- und Herüberlegen einfach nicht rausbekommen. Kann es möglich sein, dass es ein Fehler in meinen Aufzeichnungen ist? Ich danke euch im Vornherein für eure Antworten. Gruß, Robert[/quote]
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Glitchy
Verfasst am: 07. Jan 2007 14:41
Titel:
Oh man, manchmal sieht man den Wald vor lauter Bäumen nicht.
Mir war ja auch unklar, warum dieses Monom 0 werden muss. Aber jetzt sehe ich es. Da die Amplitude nicht 0 sein darf, weil es sonst keine Schwingung gibt, muss eben der Term in den eckigen Klammern 0 werden.
Naja, und genau dieser Term kann das extrahiert werden.
Jetzt ist's klar. Ich danke dir... Soll nicht wieder vorkommen *schäm*, oder vielleicht sollte ich einfach mal vom Lernen abschalten ^^
dermarkus
Verfasst am: 07. Jan 2007 14:33
Titel: Re: Harmonischer Federschwinger mit DGL
Hallo Glitchy, und
im Physikerboard
In deinen Aufzeichnungen sehe ich keinen Fehler. Ich vermute, diese Umformung ist einfacher, als du gedacht hattest:
bedeutet ja nichts anderes als
Und das ist äquivalent mit
Löst das schon das Problem?
Glitchy
Verfasst am: 07. Jan 2007 13:12
Titel: Harmonischer Federschwinger mit DGL
Hallo Board,
zunächst erstmal möchte ich mich eigenmächtig Willkommen heißen.
Und damit ich mich gleich mal bekannt mache, habe ich auch schon die erste Frage:
In Einer Übung war das Herleiten der Differentialgleichung (DGL) für den harmonischen Federschwinger verlangt. Dabei muss die rücktreibende Kraft der Feder (Hook'sches Gesetz
) mit dem 2. Newton'schen Axiom
gleich gesetzt werden.
Somit kommt man auf
. Das ganze nach 0 umstellen ergibt ja dann:
Setzt man nun die Gleichungen der harmonischen Schwingung
und
entsprechend ein, erhält man ja folgendes Gleichgewicht, gell?:
.
und
könnte man ja nun rauskürzen, oder nicht?
Also müsste eigentlich ganz zum Schluss folgendes übrig bleiben:
Aber wie kommt man dann auf
?
Ich habe die Zwischenschritte nach langem Hin- und Herüberlegen einfach nicht rausbekommen. Kann es möglich sein, dass es ein Fehler in meinen Aufzeichnungen ist?
Ich danke euch im Vornherein für eure Antworten.
Gruß, Robert