Hängender Stab Federkonstante berechnen

Jeppetto · Anmeldungsdatum: 03.12.2012 Beiträge: 1

Meine Frage:
Also die Frage lautet:
Ein homogener quadratischer Stab der Länge l= 25cm und der Masse m=550g wird wie im Bild gezeigt, von einer festen horizontalen Achse, die a=10cm von einem Stabende entfernt ist gehalten. Der Stab ist um die Achse drehbar. Der Stab unterliegt der Schwerkraft, wird aber auch an jedem Ende von einer Feder getragen. Die Federkonstanten sind k(1) und k(2). Die entspannten Federlängen betragen z0=4,5cm. Der Normalabstand von der Achse zur Decke an der die beiden Federn befestigt sind, ist b=5cm

a) Bestimmen sie k(1) in Abhängigkeit von k(2) für den Fall, dass sich der Stab in der horizontalen Lage im Gleichgewicht befindet

b) Berechnen sie k(1) für k(2)=250N/m

Meine Ideen:
Mein Ansatz ist bis jetzt, das ich einmal den Stab in zwei Teile zerlege also in die größe a=10cm und die größe c=l-a=15cm nun hab ich die Massen der beiden Stücke bestimmt ma=220g und für mc=330g: Jetzt hab ich jeweils die Kraft berechnet, die auf die beiden Teile wirkt als einmal Fa=220g*g=2,1582 und für Fc=330g*g=3,2373.
Die Formel für die Federkonstante ist ja F=ks(z0-z) also F=ks(4,5-5). Da F=-mg kann ich doch sagen -mg=ks(z0-z) und umgeformt -mg/(z0-z)=ks oder?
Was mich verwirrt ist, dass unser Tutor meinte das wir den Drehmoment berechnen sollen.
Ich habe dann folgende Formeln dafür gefunden M=Drehmoment M1+M2=0 wobei M1=r1xF1 und M2=r2xF2 als das Kreuzprodukt aus r abstand der Massen zum Schwerpunkt und F die Kraft ist die auf sie wirkt.
Der Betrag ist dann M1=m1gl1 und m2=m2gl2 (Schwerpunktkoordinaten l2=l-l1)

Somit ist M1=m2l/(m1+m2)*m1g=M2=l(1-m2/(m1+m2)m2g und F1=F2=-F3 Ms=rixF1
Ich hab dann den Betrag des Drehmoments ausgerechnet für m2=330g, m1=220g und l=25cm damit erhalte ich den Wert 0,324Joule. Was bringt mir das nun, wie beziehe ich jetzt den Drehmoment in meine Formeln mit ein, das ich die Federkonstante k(1) in Abhängikeit von k(2) berechnen kann?.

Bin für jeden Ansatz dankbar!!

LG Jeppeto

Dr. prof. Helm · Gast

Das nächste mal bitte in der Vorlesung aufpassen, sonst werden demnächst alle Punkte aberkannt!!!

Gast999 · Gast

haha....

ööö · Gast

Gleichgewichtsbedingung: Summe aller Drehmomente und Kräfte gleich null.
Drehmomente durch Gewichtskraft über Integration so wies im Aufgabentext steht.
-> Linke Seite, rechte Seite gleichsetzen und nach ks2 auflösen.

Packo · Gast

Wo ist das Bild?