Lösung zu Aufgabe 15.2.9 aus der Sammlung von Kepe O.E.

In diesem Problem betrachten wir Last 2, die freie Schwingungen gemäß dem Gesetz x = 0,1 sin 10t ausführt. Die Steifigkeit der Feder 1 beträgt 100 N/m. Es ist notwendig, die potentielle Energie der Last bei x = 0,05 m zu berechnen, wenn ihre potentielle Energie bei x = 0 Null ist.

Um dieses Problem zu lösen, verwenden wir die Formel für die potentielle Energie des Federsystems:

U = (k * x^2) / 2,

Dabei ist k die Federsteifigkeit und x die Verschiebung aus der Gleichgewichtslage.

Basierend auf den Problembedingungen ist x = 0,05 m und k = 100 N/m. Wenn wir die Werte in die Formel einsetzen, erhalten wir:

U = (100 * 0,05^2) / 2 = 0,125 J.

Somit beträgt die potentielle Energie der Last bei x = 0,05 m 0,125 J.

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Dieses Produkt ist eine vollständige und detaillierte Lösung für ein Problem, das in einem Physiklehrbuch auftaucht und eines der grundlegenden Probleme im Thema „Schwingungen“ ist.

Unsere Lösung wurde von qualifizierten Spezialisten auf dem Gebiet der Physik erstellt und enthält alle notwendigen Formeln und Berechnungen, die Ihnen helfen, die Feinheiten dieses Themas zu verstehen.

Durch den Kauf unseres digitalen Produkts erhalten Sie die Möglichkeit, ein Problem schnell und effizient zu lösen und sparen erheblich Zeit und Mühe bei der eigenständigen Informationssuche.

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Dieses Produkt ist eine Lösung für Problem 15.2.9 aus der Sammlung von Kepe O.?. in der Physik. Das Problem betrachtet Last 2, die nach dem Gesetz x = 0,1 sin 10t frei schwingt. Die Steifigkeit der Feder 1 beträgt 100 N/m. Es ist notwendig, die potentielle Energie der Last bei x = 0,05 m zu bestimmen, wenn ihre potentielle Energie bei x = 0 Null ist.

Die Lösung des Problems erfolgt mit der Formel für die potentielle Energie des Federsystems: U = (k * x^2) / 2, wobei k die Federsteifigkeit und x die Verschiebung aus der Gleichgewichtslage ist. Basierend auf den Problembedingungen ist x = 0,05 m und k = 100 N/m. Wenn wir die Werte in die Formel einsetzen, erhalten wir: U = (100 * 0,05^2) / 2 = 0,125 J.

Somit beträgt die potentielle Energie der Last bei x = 0,05 m 0,125 J. Das vorgestellte digitale Produkt beinhaltet eine vollständige und detaillierte Lösung des Problems, durchgeführt von qualifizierten Spezialisten auf dem Gebiet der Physik. Es hilft Ihnen, das Problem schnell und effizient zu lösen und spart erheblich Zeit und Mühe bei der eigenständigen Suche nach Informationen. Das Produkt ist in einem praktischen HTML-Format gestaltet, das das Auffinden der erforderlichen Daten und Formeln erleichtert. Durch den Kauf dieses Produkts verbessern Sie Ihre Kenntnisse auf dem Gebiet der Physik und können diese Aufgabe erfolgreich bewältigen.

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Ich präsentiere eine Beschreibung der Lösung für Problem 15.2.9 aus der Sammlung von O. Kepe:

Hoffentlich:

• Last 2 schwingt frei nach dem Gesetz x = 0,1 sin 10t.
• Die Steifigkeit der Feder 1 beträgt 100 N/m.
• x = 0, wenn die potentielle Energie der Last Null ist.
• Es ist erforderlich, die potentielle Energie der Last bei x = 0,05 m zu bestimmen.

Antwort:

1. Ermitteln wir den Maximalwert der Verschiebung der Last aus der Gleichgewichtslage: x_max = 0,1 m.

2. Finden wir die Schwingungsdauer: T = 2π/ω, wobei ω = √(k/m), k die Federsteifigkeit und m die Masse der Last ist. m = 2 g, weil Ladung 2. ω = √(100/2) = 10 rad/s. T = 2π/10 = π/5 s.

3. Ermitteln wir die Geschwindigkeit der Last bei x = 0,05 m: v = dx/dt = 0,1*cos(10t)*10 = 1 m/s (da bei x = 0,1 m die Geschwindigkeit Null ist).

4. Finden wir die Position der Last zum Zeitpunkt t: x = 0,1*sin(10t).

5. Lassen Sie uns die potentielle Energie der Last ermitteln: Ep = kx^2/2, wobei k die Federsteifigkeit ist. Bei x = 0 ist die potentielle Energie der Last Null, daher beträgt die Änderung der potentiellen Energie: ΔEп = Ep - 0 = k(x^2 - 0)/2 = 100*(0,05^2)/2 = 0,125 J.

Antwort: Die potentielle Energie der Last bei x = 0,05 m beträgt 0,125 J.

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