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Steffen Bühler
Verfasst am: 20. Feb 2015 14:41
Titel:
der.maismann hat Folgendes geschrieben:
ergibts denn sinn, dass die zeit von w0 abhängig ist?
Ja, in der Tat ist t von w0 abhängig. Wenn das Auto langsam schwingt, dauert es ja bei gleicher Dämpfung länger, bis es auf fünf Prozent ist, als wenn es schnell schwingt.
der.maismann hat Folgendes geschrieben:
ich bedanke mich sehr für die großartige hilfe!
Keine Ursache.
Viele Grüße
Steffen
der.maismann
Verfasst am: 20. Feb 2015 14:33
Titel:
oh mann, na klar. bin einfach nich darauf gekommen, dass ich w0t mit x ersetzen kann.
also habe ich dann w0t=1.37 raus, aber ich suche ja eigentlich nur t, was dann t=1.37/w0 wäre.
ergibts denn sinn, dass die zeit von w0 abhängig ist? wenn ja, dann dürfte die aufgabe so gelöst sein und ich bedanke mich sehr für die großartige hilfe!
Steffen Bühler
Verfasst am: 20. Feb 2015 14:28
Titel:
Wie gesagt, grafisch oder mit dem Taschenrechner. Schau, bei welchem x gilt
. Müsste sowas im Bereich 1,3 sein.
der.maismann
Verfasst am: 20. Feb 2015 14:05
Titel:
ok, dann hab ich irgendwas bei den gesetzen durcheinandergeworfen.
newton verfahren hab ich grad nicht präsent und kanns daher leider nicht. gibts da wirklich keinen einfacheren lsg-weg?
Steffen Bühler
Verfasst am: 20. Feb 2015 14:03
Titel:
Ich bin nicht sicher, ob ich verstehe, wie Du
über Logarithmengesetze vereinfachen willst. Wenn Du links und rechts logarithmierst, erhältst Du
Du kannst aber ln(a+b) nicht vereinfachen.
Wie gesagt, nimm Newton.
der.maismann
Verfasst am: 20. Feb 2015 13:54
Titel:
ok, jetzt haste mit wirklich weitergeholfen, vielen dank!
zur gleichungslösung: ich weiß doch, dass gamma=w0 und näherungsweise w=w0 ist. dann kann ich das produkt aus e und cos als eine summe zweier e-funktionen mit imaginären exponenten schreiben, was dann (mMn) so aussehen müsste: 0,05=0,5*e^[(-1+i)w0t]+0,5*e^[(-1-i)w0t]. dann nutze ich die logarithmusgesetze mit: ln(a+b)=ln(a*b), sodass ich erhalte: ln(0.1)=-2w0t und (ln(0.1) ca -2.3) t=1.15w0 ist. darf man das so machen?
danke auf jeden fall bis hierhin!
Steffen Bühler
Verfasst am: 20. Feb 2015 13:45
Titel:
der.maismann hat Folgendes geschrieben:
ich verstehe nicht, WIESO es in diesem fall der aperiodische grenzfall sein muss.
Weil in der Aufgabe die Dämpfung gesucht wird,
Zitat:
so, dass die schwingung schnellstmöglich abklingt
Und schnellstmöglich ist nun mal beim Grenzfall. Bei weniger Dämpfung schwingt's noch einige Zeit weiter, bei mehr dauert's länger, bis es wieder im Ausgangszustand ist.
der.maismann hat Folgendes geschrieben:
0.05=e^-(gamma*t)*cos(w*t)
Üblicherweise nimmt man hier das jeweilige Maximum des Cosinus, setzt also den Cosinusterm einfach auf Eins. Da die Schwingung hier aber so schnell abklingt, passt das hier nicht. Man muss diese Gleichung dann wohl ohne solch eine Vereinfachung lösen, also am einfachsten über Newton oder grafisch.
der.maismann
Verfasst am: 20. Feb 2015 12:57
Titel:
hab mich wohl ziemlich unklar ausgedrückt.
die herleitung des aperiodischen grenzfalls hab ich soweit ganz gut verinnerlicht, aber ich verstehe nicht, WIESO es in diesem fall der aperiodische grenzfall sein muss.
und die frequenz wollte ich nie =0 setzen.
in der folgeaufgabe soll ich mit der berechneten dämpfungskonstante noch errechnen, wann die amplitude auf 5% ihres anfangswertes gesunken ist.
dafür wollte ich dann A*0.05=A*e^-(gamma*t)*cos(w*t) ausrechnen, wodurch dann natürlich 0.05=e^-(gamma*t)*cos(w*t) gilt. wie ich das dann mathematisch unforme, da hab ich keine ahnung!
Steffen Bühler
Verfasst am: 20. Feb 2015 12:49
Titel:
Die Herleitung der Lösung des aperiodischen Grenzfall findest Du ebenfalls im genannten Link, aber auch bestimmt in Deinem Physikbuch.
Dass es der aperiodische Grenzfall sein muss, ergibt sich aus der dort ebenfalls genannten Tatsache:
Zitat:
Die Annäherung an die Gleichgewichtslage findet in kürzester Zeit statt.
Dein Ansatz, bei der Bewegungsgleichung die Frequenz gegen Null gehen zu lassen, dürfte nicht zum Erfolg führen, denn die Frequenz ist ja beim Grenzfall keineswegs Null.
Viele Grüße
Steffen
der.maismann
Verfasst am: 19. Feb 2015 20:00
Titel:
danke erstmal für die antwort! wüsste nur gerne, WARUM es der aperiodische grenzfall ist, dass erschließt sich mir nicht ganz.
die einzige formel, die ich dafür habe ist: x(t)=lim w->0 [x0*cos(wt)+(x0*gamma+vo)*sin(wt)/w]e^-(gamma*t)
ich nehme mal stark an, dass in meinem fall A=x0 ist und der sinus-anteil nicht vorhanden ist. bleibt dann nur die frage, was ich für A und t einzusetzen habe, um an gamme zu kommen. w=w0=sqrt(D/m) hilft mir insofern nicht weiter, als das ich beides nicht gegeben habe und alpha/m=gamma (alpha aus der stokes-reibung Fr(x')=-alpha*x') bringt mir ebenso nicht viel. wenn ich also A(t)=A*cos(w0*t)*e^-(w0*t) habe (da im aperiodischen grenzfall ja gamme=w0 gilt, oder hab ich das falsch verstanden), kann ich das doch als 0.5*e^((-1-i)*w0t)+0.5e^((-1+i)*w0t) schreiben und dann per logarithmus gesetzen zusammenfassen, da ln(a)+ln(b)=ln(a*b) ist, wodurch der imaginäre anteil eigentlich wegfallen sollte, oder sehe ich da was falsch?
hoffentlich wird jemand daraus schlau, sry wenns komplett unverständlich ist
Steffen Bühler
Verfasst am: 19. Feb 2015 15:37
Titel:
Nein, mit unendlicher Dämpfung käme das Auto nie aus seiner Ablenkung raus, das ist ja auch nicht das Ziel.
Es geht vielmehr um den
aperiodischen Grenzfall
.
Falls Du dazu noch weitere Fragen hast, stell sie einfach.
Viele Grüße
Steffen
der.maismann
Verfasst am: 19. Feb 2015 14:32
Titel:
hmm, irgendwie hat er die zeichen nicht geschluckt, also nochmal:
da soll stehen: A(t)=A*e^(-gamma*t)*cos(omega*t), wobei die dämpfungskonstante gamma sein soll und die näherung omega=omega0 gelten soll. hoffentlich hilft das so weiter
der.maismann
Verfasst am: 19. Feb 2015 14:29
Titel: Auto in Schwingung: gedämpfter harmonischer Oszillator
Meine Frage:
Servus!
Stehe grade vor nem problemchen bei ner übungsaufgabe, um komme ums verrecken nicht weiter:
"Ein Auto mit einer sehr weichen Federung fährt auf der Autobahn bei t = 0 über ein Schlagloch und wird
in Schwingungen versetzt: A(t) = A exp(-?t) cos (?t)."
jetzt soll ich die dämpfungskonstante "?" bestimmen, so, dass die schwingung schnellstmöglich abklingt (mit der Näherung ? = ?0, aber das sagt mir einfach nix!).
Meine Ideen:
die einzige idee, die ich hatte, war, dass "?" möglichst groß sein muss, damit die amplitude=0 wird, aber da ich in einer folge-aufgabe mit einem exakten wert für "?" rechnen muss, ist "?"=unendlich ja schwachsinn.
hat irgendwer einen ansatz für diese eigentlich banale aufgabe?
vielen dank!