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Physik: Harmonische Schwinung

Schüler Fachoberschulen, 11. Klassenstufe

Tags: Beweis, Federpendel horizontal/vertikal, lineares Kraftgesetz

 
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Stinkebub

Stinkebub aktiv_icon

15:16 Uhr, 13.10.2010

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Hi,

Bin ziemlich verwirrt, bei dem Beweis des linearen Kräftegesetzes bei horizontalen/veritakel Federpendel.
Ich zitier mal was aus meinem Buch:

Horizonatles Federpendel: Koordinatenachse nach rechts positiv gelegt

F res =F feder

Für die Koordinate der Federkraft, gilt das Hooksche gesetzt: Fx=-Ds(t)

WIeso ist dort ein "minus" vor dem D?
Wieso ist s(t) nicht als Koordinate dargestellt, also s(t)x, denn es handelt sich ja um eine Koordinatengleichung.. ??

Vertikales Federpendel: Koordinatenachse nach unten positiv gelegt
"Beim veritakeln FP bewirkt die Gewichtskraft der schwingenden Masse eine Dehnung der Feder, so dass in der Gleichgewichtslage die Beträge der Federkraft udn Gewichtskraft gleich groß sind"

Beträge von Ff=Fg Dl=mg
Die beiden Kräfte sind ja entgegen gerichtet, wieso heißt es dann nicht -Ff=Fg?

Desweiteren ist hier der Ansatz

Koordinate F_res_x (t)=-D(l+s(t))+mg

Wieder: WIeso ist hier ein minus vor dem D und wieso wird hier eine Betragsgleichung mit einer Koordinaten gleichung vermischt?

Erst steht steht ja da "Fres x (t)" aber der Rest ,z.b. s(t) steht ja als Betrag da, sonst würde es ja lauten s(t)x.

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Hierzu passend bei OnlineMathe:
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Antwort
Novalis

Novalis

19:31 Uhr, 13.10.2010

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1. Das Minus vor dem D kommt daher, dass die Kraft ja in die entgegengesetzte Richtung zeigt. Wenn sich die Feder nach rechts ausdehnt, wirkt die ganze Zeit eine Kraft, die sie wieder nach links zurückziehen will (auch, während sie sich noch nach rechts bewegt) - das merkst du ja daran, wenn du eine feder auseinanderziehst: je weiter du sie dehnst, desto schwerer geht's - und die kraft zieht die feder zurück zur gleichgewichtslage. die entfernung von der gleichgewichtslage wird aber positiv gerechnet (logischerweise), darum muss da ein minus davor, das dir anzeigt, dass die kraft eben in die andere richtung "zieht".

2. was du mit "als koordinate dargestellt" und "koordinatengleichung" meinst, verstehe ich ehrlich gesagt nicht ganz; s(t) ist einfach die x-koordinate, also

s ( t ) = ( s ( t ) 0 ) ,

wenn diese schreibweise verständlicher für dich ist. nachdem y immer 0 ist, wenn du nur auf der x-achse dehnst, wurde von den autoren vermutlich vereinfachend nur s(t) angegeben.

3. "... sodass in der Gleichgewichtslage die Beträge gleich groß sind": grundsätzlich hast du ganz recht, die zeigen in verschiedene richtungen, aber die beträge sind immer positiv. hier werden nur die beträge angegeben. hättest du vektoren, müsstest du vor den einen ein minus setzen, da hast du recht.

4. was ist laut deinem buch F_res_x(t)? die dazugehörige skizze (vl findest du eine ähnliche im internet, die du mir zeigen kannst) wäre gut, dann könnte ich es dir sicher besser erklären...

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