Schwingungen und Wellen

Aldo · Gast

Meine Frage:
Eine Masse von 150g gleitet zunächst reibungsfrei auf einer ebenen Unterlage. Sie ist fest mit einer Schraubenfeder verbunden und vollführt entlang der x-Achse harmonische Schwingungen mit der Schwingungsdauer 2 s.
Zu Zeitpunkt t0 = 0s befindet sich die Masse bei x= -12cm.

D=1.48 N/m (von mir berechnet)

1. Bestimmen sie die Federspannenergie E(sp) und die kinetische Energie E(kin) zum Zeitpunkt t=0,25s!

2. Geben sie diese Werte zum Zeitpunkt t=0.5s an
Begründen Sie Ihre Entscheidung

Bei folgender Aufgabe wird die Reibung zwischen ebener Unterlage und gleitender Masse mit der Reibungszahl µ= 0,01 berücksichtigt.

3. Berechnen sie, wie viel Prozent der Gesamtenergie bei einer Viertelschwingung in Reibungsenergie umgewandelt wird.

Meine Ideen:
Für 1

Zu 3. Ich habe mir überlegt etwas mit dem Energieerhaltungssatz zu machen. Aber irgendwie komme ich da nicht so recht weiter.

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

1 + 2
Falls bei

die maximale Auslenkung

erreicht ist:

3
Der Fall konstanter Reibung wird behandelt bei Magnus / Popp, Schwingungen, Stuttgart 1997 ... Die Energie nimmt mit der Auslenkung linear ab*), die Bewegung erfolgt zwischen sich zusammenziehenden Umkehrpunkten, bis zum Todbereich (Halbschwingungen quasi).

*) Da die Energie quadratisch von der Amplitude abhängt, läßt sich m.E. die Frage 3 nicht allgemein beantworten.