Mechanische Schwingungen - Brückeaufgabe

Je_suis_verwirrt · Anmeldungsdatum: 08.12.2016 Beiträge: 1

Meine Frage:
Wir haben diese Aufgabe als Hausaufgabe aufbekommen und ich komme damit kaum zurecht Big Laugh

Bitte um jede Hilfestellung die ihr mir geben könntet.

Die Autobahnbrücke über die Norder-Elbe wurde nach ihrer Fertigstellung
in einem spektakulären Versuch in Schwingungen versetzt. Die Ingenieure
wollten die Berechnungen der neuartigen Brückenkonstruktion in einem
Experiment überprüfen. Dazu wurde bei Flut ein Lastschiff von unten an
der Brücke befestigt.

Dieses belastete bei sinkendem Wasserspiegel mit einem ständigen
zunehmenden Teil seines Gewichts die Brückenmitte, bis bei einer Last
von 100t ein Bolzen (wie geplant) brach und die Verbindung zur Brücke
löste. In diesem Moment betrug ihre Auslenkung dort 5cm. Anschließend
führte die Brücke nahezu harmonische Schwingungen mit der Frequenz
f=0,62Hz aus.

a) Mit welcher maximalen Geschwindigkeit bewegt sich ein mitten auf ihr
stehender Beobachter ?
b) Bei welcher Elongation (Wortschatzerweiterung: Auslenkung) erfährt
der Beobachter maximale Beschleunigung ? Wie groß ist diese Beschleunigung ?
c) Welche Zeit vergeht vom Moment des Abreißens bis zum Erreichen der
maximalen Geschwindigkeit ? Nach welcher Zeit beträgt sie erstmals 0,1m/s ?
d) Um welche Strecke wurde der Beobachter 0,6s nach dem Abreißen nach
oben bewegt ?
e) Zeichne die Schwingung in einem Zeit-Auslenkungs-Diagramm für zwei
Schwingungsdauern. Skaliere passend.

Meine Ideen:
Bei der a) hatte ich noch keine Probleme.
s(t)= A*sin((2Pi/T)*t)

s'(t)=v(t)
=A*cos((2Pi/T)*t)*(2pi/T)

GTR: vmax=0,195m/s

bei der b) habe ich diesen Ansatz:

s''(t)=a(t)

a(t)=-A*(2Pi/T)^2*sin(2Pi*t)

Weiter kam ich aber nicht, da es 3 unbekannte gab... Und die restlichen Aufgaben verwirren mich total.
Bitte antwortet mir mit einer ausführlicheren Erklärung, in Physik stehe ich gerade etwas auf dem Schlauch Big Laugh

Danke!

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Willkommen im Forum Je_suis_verwirrt!

Zu Beginn der Schwingungen besteht eine maximale Auslenkung

, da scheint mit die Formel

etwas besser geeignet.

und

sind ja bekannt und die Zeitableitungen

werden ähnlich gebildet. Etwas aufpassen würde ich bei den Vorzeichen.

mfG!