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anwendungsaufgabe: pendel energieverlust/ausgleich

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Tags: Anwendungsaufgabe, energi, Mechanik, Pendel, Sonstiges

 
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HannibalBarkas

HannibalBarkas aktiv_icon

18:36 Uhr, 14.12.2014

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hallo,

ich habe eine übungsaufgabe bekommen und komme nicht weiter. im anhang habe ich die aufgabe beigefügt.
dort ist ein pendel, das mit jedem schwingen 3 prozent seiner energie verliert. nach dem ersten schwingen wird das pendel jedesmal mit einem hammerschlag mit bestimmtem energiewert angestupst.
das pendel ist 2m lang, 150kg schwer und wird in einer höhe von 40 cm fallen gelassen. der hammerschlag hat einen energiewer von 15.89J.
erste frage : kompensiert der hammerschlag den energieverlust
zweite frage: wieviel energie besitzt das pendel nach dem 50. hammerschlag
mein ansatz zu 1, ist einfach die potentielle energie des pendels zu berechenen und von diesem wert die 3 prozent zu berechnen.
588,6J0.03=17,658J. da das höher als der hammerschlag ist, kompensiert es den energieverlust nicht. dies ist aber nur bei den ersten werten der fall. ich glaube nach mehreren hammerschlägen wird doch der energiegehalt niedriger und weil der hammerschlag den gleichen wert behält müsste der verlust doch immer weniger werden bis der verlust geringer ist , oder nicht? ist meine antwort ausreichend und richtig?
zu 2 ist mein ansatz eine gleichung mit exponentiellem wachstum, doch hier komme ich nicht weiter. ich würde 588.6J0.97n+15(n-1) rechnen, doch da kommt glaube ich was falsches raus. der wert steigt bis auf über 800J bei 50 hammerschlägen. doch sollte er nicht sinken und irgendwann ein konstanten wert annehmen, an dem der hammerschlag den verlust kompensiert?
hoffe ihr könnt mir helfen.
mit freundlichen grüßen
hakan özen

Unbenannt

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.)
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
anonymous

anonymous

19:16 Uhr, 14.12.2014

Antworten
Hallo
zu a.i)
Deine Überlegungen sind prinzipiell richtig. Also guten Mutes.
Ich würde dir empfehlen, einfach deine Antwort noch in einen guten Satz zu fassen.
Die Frage lautet: Kompensiert das Hämmerchen den Energieverlust komplett?
Ich würde das beantworten, indem ich ausdrücke:
> Ja, weil ...
oder
> Nein, weil...

Dann sprichst du von "zu 2", ich vermute, das bezieht sich auf a.ii)
Du hast schon selbst in der Kontrolle bemerkt, dass dein Ansatz nicht so ganz stimmig sein kann.

"doch sollte er nicht sinken und irgendwann ein konstanten wert annehmen, an dem der hammerschlag den verlust kompensiert?"
Ja, diese Kontroll-Überlegung halte ich für richtig und wichtig.

Empfehlung, um zum richtigen Ansatz zu kommen:
Überleg dir mal:
> Welche Energie hat das Pendel nach einer Schwingung, noch bevor der Hammer anschlägt?
> Welche Energie hat das Pendel nach einer Schwingung, nachdem der Hammer angeschlagen hat?
> Welche Energie hat das Pendel nach zwei Schwingungen, noch bevor der Hammer anschlägt?
> Welche Energie hat das Pendel nach zwei Schwingungen, nachdem der Hammer angeschlagen hat?
> Welche Energie hat das Pendel nach drei Schwingungen, noch bevor der Hammer anschlägt?
> Welche Energie hat das Pendel nach drei Schwingungen, nachdem der Hammer angeschlagen hat?

Wenn du dir das mal klar gemacht hast, dann bemerkst du sicherlich leicht, worin noch dein Fehler bei deinem Ansatz lag.

z)
Du schreibst zwar: "Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg."
Das hast du doch gar nicht nötig. Dazu bist du doch schon viel zu weit fortgeschritten.

Viel Spaß!

HannibalBarkas

HannibalBarkas aktiv_icon

20:33 Uhr, 14.12.2014

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Vielen Dank für Ihre Antwort.

Auch danke ich Ihnen für Ihre Gutmütigkeit, doch irgendwie schaffe ich es nicht das Problem zu lösen. Es scheint, als sei die Antwort eine einfache, und doch komme ich nicht drauf. Würdes es Ihnen was ausmachen ein weiteres Mal zu antworten?
Vor dem beschriebenen Ansatz, war man zuvorriger ein anderer:
Ich weiß, dass, wenn ich die 588,60.97+15,89 berrechne, ein sich mir nützlicher Wert ergibt. Denn wenn ich die 588,6 durch das Ergebnis ersetze, erhalte ich den Energiewert nach zweimaligem Pendeln, wobei ich hierbei direkt beim zweiten mal starte, also der Hammer schon schlägt. Bei 50 maligem Wiederholen dieses Vorganges müsste sich die Antwort für ii ergeben. Leider weiß ich nicht, wie ich dies in einer mathemathischen Gleichung unterbringen kann.
Mit freundlichen Grüßen

Antwort
anonymous

anonymous

13:23 Uhr, 15.12.2014

Antworten
Hallo
Ich bin überzeugt, der Nebel lichtet sich, wenn du ganz einfach und systematisch vorgehst.
Beantworte einfach die Fragen.
Welche Energie hat das Pendel nach einer Schwingung, noch bevor der Hammer anschlägt?
> Welche Energie hat das Pendel nach einer Schwingung, nachdem der Hammer angeschlagen hat?
> Welche Energie hat das Pendel nach zwei Schwingungen, noch bevor der Hammer anschlägt?
> Welche Energie hat das Pendel nach zwei Schwingungen, nachdem der Hammer angeschlagen hat?
> Welche Energie hat das Pendel nach drei Schwingungen, noch bevor der Hammer anschlägt?
> Welche Energie hat das Pendel nach drei Schwingungen, nachdem der Hammer angeschlagen hat?

Am Ende brauchst du die dritte Durchgang gar nicht mehr zu behandeln, weil es dir wie Schuppen von den Augen fällt...
Viel Spaß!

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