Harmonische Schwingung Federpendel

ace · Gast

Meine Frage:
Hallo!
Ich habe ein kleines Problem mit einer Physikaufgabe und ich hoffe ihr könnt mir dabei helfen!
Die Aufgabenstellung lautet wie folgt:

"Ein Objekt der Masse m = 0,52 kg schwingt harmonisch an einer Feder mit der Kraftkonstante (Federkonstante) k = 130 N/m um seine Gleichgewichtslage bei x = 0. Beim Durchgang durch die Gleichgewichtslage wird die Geschwindigkeit v = +1,0 m/s gemessen (d. h. das Objekt bewegt sich zum Maximum der Elongation). Wie groß ist die Anfangsphase A, wenn wir den Zeitpunkt des Durchgangs durch die Gleichgewichtslage als t = 0 setzen, und welchen Wert hat die Amplitude xm dieser Schwingung?"

Meine Ideen:
Ich habe dafür folgenden Ansatz:

Da wir nur Werte für t=0 haben vereinfachen sich die Fomeln zu

w lässt sich durch

berechnen, dafür erhalte ich w=15,81 1/s.

An sich müsste ich jetzt nur noch die Gleichungen umstellen und nacheinander nach

und nach

umstellen. Wenn ich das mache erhalte ich

Und wenn ich das in einer der Gleichungen einsetze erhalte ich auch für

, was nicht sein kann.

Kann mir jemanden eine Tipp geben? Ich komm dabei einfach nicht weiter.

Vielen Dank schonmal!
lg, ace

Xenophilia05 · Anmeldungsdatum: 21.04.2012 Beiträge: 8

1. y(max) könntest du durch Energieerhaltung rausbekommen. (bei ungedämft)

2. Die Höhe der Anfangsphase A hängt doch aber davon ab welchen Ansatzt (sinus o. cosinus) du nimmst , oder verseteh ich das jetzt falsch ?

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Nur als technische Anmerkung: In der Frage werden die Bezeichnungen

eingeführt. Ich würde es dabei belassen.
Gesucht also \omega, A und x_m; gegeben m, k, x(0) und v_max.

ace · Gast

Vielen Dank!
Damit konnte ich schonmal

berechnen

ist h jetzt mein

oder ist mein

?

Allerdings ergibt sich nun das nächste Problem.
Wenn ich dieses

nun in die am Anfang genannte Gleichung einsetze, erhalte ich einen Error.

Mache ich etwas falsch?

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Wieso m g h? Was soll das?
Guck vielleicht mal bei der Federschwingung nach, wie Frequenz, Masse und Federkonstante zusammenhängen.

Xenophilia05 · Anmeldungsdatum: 21.04.2012 Beiträge: 8

Die Gewichtskraft verschiebt (soweit ich mich noch recht erinnere) nur deine Gleichgewichtslage( du kannst sie also vernachlässigen) und müsstest also , die Federenergie verwenden nicht die Lageenergie.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Xenophilia05 · Anmeldungsdatum: 21.04.2012 Beiträge: 8

@ GvC

Ja das meinte ich doch , jedoch kann man die harmonische Schwingung des Federpendels ja auch mit einem Cosinusansatz beschreiben, da für Cosinus und Sinus ja nur gilt : sin(x+90°)=cos(x)
Würde man nun anstelle eines Sinusansatzes ein Cosinusansatz wählen (was ja nicht verboten sein dürfte) wäre A=90°.