Ein Körper mit der Masse 0,5 kg hängt an einer Gummischnur, Steifigkeit

Ein Körper mit der Masse 0,5 kg hängt an einer Gummischnur, Steifigkeit

Wir präsentieren Ihnen ein einzigartiges digitales Produkt – eine Oszillationsaufgabe. In dieser Aufgabe lösen Sie die Schwingungsgleichungen eines Körpers mit einer Masse von 0,5 kg, der an einem Gummiseil mit einer Steifigkeit von 50 N/m hängt.

Mithilfe der in der Produktbeschreibung angegebenen Formeln können Sie die Auslenkungsamplitude, die Anfangsphase und die Schwingungsenergie des Körpers berechnen.

Dieses digitale Produkt eignet sich ideal zur Lösung von Problemen und praktischen Beispielen im Rahmen des Bildungsprozesses sowie zum eigenständigen Studium der Schwingungstheorie.

Mit dem Kauf dieses Produkts erhalten Sie hochwertiges Material mit schönem Design im HTML-Format, das problemlos auf jedem Gerät verwendet werden kann.

Verpassen Sie nicht die Gelegenheit, dieses digitale Produkt zu erwerben und Ihr Vibrationswissen zu verbessern.

Bei diesem Produkt handelt es sich um ein Schwingungsproblem, das den Schwingungsvorgang eines 0,5 kg schweren Körpers beschreibt, der an einer Gummischnur mit einer Steifigkeit von 50 N/m hängt.

Das Problem besteht darin, die Verschiebungsamplitude, die Anfangsphase und die Schwingungsenergie eines Körpers zu berechnen, der über eine Strecke von 2 cm nach unten gezogen und in die entgegengesetzte Richtung mit einer Geschwindigkeit von 1 m/s beschleunigt wurde.

Eine ausführliche Lösung des Problems mit der Nummer 40630 umfasst eine kurze Beschreibung der bei der Lösung verwendeten Bedingungen, Formeln und Gesetze, die Herleitung der Berechnungsformel und die Antwort.

Bei diesem Produkt handelt es sich um ein digitales Produkt im HTML-Format, das auf jedem Gerät verwendet werden kann. Es eignet sich ideal zur Lösung von Problemen und praktischen Beispielen im Rahmen des Bildungsprozesses oder zum eigenständigen Studium der Schwingungstheorie.

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Dabei handelt es sich um einen Körper mit einer Masse von 0,5 kg, der an einer Gummischnur hängt. Die Steifigkeit dieser Schnur beträgt 50 N/m.

Darüber hinaus ist bekannt, dass der Körper 2 cm nach unten gezogen und in die entgegengesetzte Richtung mit einer Geschwindigkeit von 1 m/s beschleunigt wurde.

Um das Problem zu lösen, ist es notwendig, die Verschiebungsamplitude, die Anfangsphase und die Schwingungsenergie des Körpers zu ermitteln.

Die Aufgabe: Körpergewicht: m = 0,5 kg Schnursteifigkeit: k = 50 N/m Körperverschiebung: x = 2 cm Körpergeschwindigkeit: v = -1 m/s

Für die Berechnungen verwenden wir das Hookesche Gesetz, das besagt, dass die auf einen elastischen Körper wirkende Kraft proportional zu seiner Dehnung und umgekehrt proportional zu seiner Steifigkeit ist. Die Formel des Hookeschen Gesetzes: F = -kx, wobei F die Kraft, k die Steifigkeit und x die Dehnung ist.

Die Verschiebungsamplitude kann durch die Formel x = A*cos(ωt + φ) ermittelt werden, wobei A die Amplitude, ω die Kreisfrequenz, t die Zeit und φ die Anfangsphase ist.

Die Energie von Körperschwingungen kann mithilfe der Formel E = (k*A^2)/2 ermittelt werden, wobei E die Energie, k die Steifheit und A die Amplitude ist.

Lösung: Finden wir die Kraft, die auf den Körper wirkt: F = -kx = -50 N/m * 0,02 m = -1 N

Wenn wir die Kraft und Masse des Körpers kennen, können wir die Beschleunigung ermitteln: a = F/m = -1 N / 0,5 kg = -2 m/s^2

Winkelfrequenz der Körperschwingungen: ω = sqrt(k/m) = sqrt(50 N/m / 0,5 kg) = 10 rad/s

Offset-Amplitude: A = x / cos(ωt + φ) = 0,02 m / cos(10 rad/s * 0 + φ)

Die Anfangsphase kann durch Kenntnis der Anfangsposition und Anfangsgeschwindigkeit des Körpers ermittelt werden: x = Acos(φ) v = -Aω*sin(φ)

Von hier aus erhalten wir: φ = arccos(x/A) = arccos(2 cm / A) A = -v / (ω*sin(φ)) = 1 m/s / (10 rad/s * sin(arccos(2 cm / A)))

Energie der Körperschwingungen: E = (kA^2)/2 = 25 A^2 J

Antwort: Verschiebungsamplitude: A ≈ 0,038 m Anfangsphase: φ ≈ 1,53 rad ?Energie der Körperschwingungen: E ≈ 0,057 J







Bei diesem Produkt handelt es sich um einen 0,5 kg schweren Körper, der an einer Gummischnur befestigt ist und als Lehrmittel zum Studium der Gesetze der Physik verwendet werden kann. Die Gummischnur sorgt für eine gewisse Steifigkeit, die es ermöglicht, die verschiedenen Eigenschaften der Körperbewegung unter dem Einfluss der Schwerkraft und anderer Faktoren zu untersuchen. Dieses Produkt kann für Schulkinder, Studenten und Physikbegeisterte nützlich sein, die die Gesetze der Mechanik und Körperbewegung besser verstehen möchten.


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