Fadenpendel

DerApfel · Anmeldungsdatum: 14.11.2015 Beiträge: 22

Ein Fadenpendel mit Schnurlänge l=2.0m und Kugelmasse m = 0.1kg wird um den Winkel phi ausgelenkt. Die Schnur besitzt die Reißfestigkeit von 2.8N und reißt genau beim Durchgang der Ruhelage. Berechne den Winkel phi und die Anfangshöhe h.

Frage:

In der Ruhelage wirkt doch nur die Fadenkraft und die Gewichtskraft, oder?
Damit der Faden reißt muss also F(g) > 2.8N sein. Das ist bei einem Gewicht von 0.1kg aber nicht der Fall. Die Beschleunigung ist in der Ruhelage 0, die Geschwindigkeit dagegen maximal. Wie soll man die Aufgabe lösen?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

DerApfel · Anmeldungsdatum: 14.11.2015 Beiträge: 22

Danke für deine Antwort,

dann müsste in der Ruhelage gelten:

2.8N = m*(v²/r + g)

dann komme ich mit r = 2.0m und m = 0.1kg auf v=6m/s

Die Periodendauer T kann so bestimmt werden:

T=2π*sqrt(l/g)

mit l = 2.0m komme ich auf T = 2.84s => ω = 2.21s^-1

dann müsste die Schwingung so aussehen:

s(t) = A*sin(2.21*t + π/2)
v(t) = A*2.21*cos(2.21*t + n/2)

Aber wie mache ich dann weiter? Jetzt weiß ich, dass der Körper in der Ruhelage 6m/s hat.

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Mit der Geschwindigkeit im tiefsten Punkt kennst Du doch die Energie und damit die Starthöhe bzw. den Anfangswinkel (Skizze!).

Harmonische Schwingungen hat man übrigens nur bei kleinen Auslenkungen.

DerApfel · Anmeldungsdatum: 14.11.2015 Beiträge: 22

Stimmt, danke. Den Energieerhaltugssatz hatte ich glatt vergessen!