Physikaufgabe harmonische Schwingung

ich verzweifel an einer Physikaufgabe.
Es geht um die Prüfung 04.12.11 und die Aufgabe 5 mit der harmonischen Schwingung. Ich kapier die Angaben nicht. Kann mir einer weiterhelfen??



Gegeben ist eine harmonische Schwingung mit


r = 100mm (Radius der Welle)
bei 50 U/min


  1. Berechnen Sie die Frequenz und die Periodendauer
  2. Berechnen Sie die Auslenkung zum Zeitpunkt t = 0,5s
  3. Berechnen Sie die Geschwindigkeit in m/s zum Zeitpunkt t = 0,5s
  4. Berechnen Sie Vmax
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

Hi benni!
Mir ist zwar nicht wirklich klar,
inwiefern eine mit 50 U/min rotierende Welle mit 100 mm Radius
eine harmonische Schwingung darstellen soll,
aber nehmen wir halt an, auf deren zylindrischer Mantelfläche sei ein Punkt markiert
und DEN schauen wir als schwingend an.

  1. Berechnen Sie die Frequenz und die Periodendauer
  2. Berechnen Sie die Auslenkung zum Zeitpunkt t = 0,5s
  3. Berechnen Sie die Geschwindigkeit in m/s zum Zeitpunkt t = 0,5s
  4. Berechnen Sie Vmax

ad 1.) f = 50 U/min / 60 s = 0,833 U/s = 0,833 Hz
T = 1/f = 1,2 s

ad 2.) Ausgehend von der Startposition hat der Punkt 0,5 s / T = 0,41666 einer Periode = 150° durchlaufen.
Leider fehlt die jedoch Angabe, welche Position unser markierter Punkt auf der Welle zum Zeitpunkt 0 hatte.
Wäre das z.B. die maximale positive Auslenkung,
dann ist die Position zum fraglichen Zeitpunkt 100 * cos150 = -86,6 mm.

ad 4.) vmax = r * 2 * pi * f = 0,5236 m/s

ad 3.) vx = vmax * -sin150 = -0,2618 m/s
 
AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

Mir ist zwar nicht wirklich klar,
inwiefern eine mit 50 U/min rotierende Welle mit 100 mm Radius
eine harmonische Schwingung darstellen soll,
Hallo Peter,

ich glaube er meint folgendes: eine harmonische Sinusschwingung mit der max.Amplitude von 100mm und 50 Schwingungen/min.

Keine rotierende (Stahl)Welle mit 200mm Durchmesser und 50 Upm.

Gruß:
Manni
 
S

shifty83

Gast
AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

Hi,

das ist nicht so kompliziert wies kling.

Gegeben ist eine harmonische Schwingung mit

r = 100mm (Radius der Welle)
bei 50 U/min


  1. Berechnen Sie die Frequenz und die Periodendauer
  2. Berechnen Sie die Auslenkung zum Zeitpunkt t = 0,5s
  3. Berechnen Sie die Geschwindigkeit in m/s zum Zeitpunkt t = 0,5s
  4. Berechnen Sie Vmax
Schwierigkeit soll hier eigentlich sein das kein Frequenz f gegeben ist aber dafür eine Drehzal n.
Jetzt steht man da und weiß nicht weiter.:D

War beim mir jedenfalls so, als ich das das erstemal lass.:oops:





Ich kapier die Angaben nicht. Kann mir einer weiterhelfen??
So gehts wahrscheinlich vielen.






Aber ganz einfach ..... :LOL:


-> Formelsammlung Seite 9

Frequenz
f = [tex]\frac{1}{T} [/tex]





Drehzahl
n = [tex]\frac{1}{T} [/tex]
kleine Anmerkung:
Die Formel ist so nicht gegeben.
-> siehe Umlaufzeit T --> T = [tex]\frac{1}{n} [/tex] ---> umgestellt nach n ----> n = [tex]\frac{1}{T} [/tex]



Oh, beides gleich ...:D


n = f = [tex]\frac{1}{T} [/tex]


f = Frequenz = Physik
n = Drehzahl = Meachnik






Mfg
shifty
 
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AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

ich verzweifel an einer Physikaufgabe.
Es geht um die Prüfung 04.12.11 und die Aufgabe 5 mit der harmonischen Schwingung. Ich kapier die Angaben nicht.

Gegeben ist eine harmonische Schwingung mit


r = 100mm (Radius der Welle)
bei 50 U/min


  1. Berechnen Sie die Frequenz und die Periodendauer
  2. Berechnen Sie die Auslenkung zum Zeitpunkt t = 0,5s
  3. Berechnen Sie die Geschwindigkeit in m/s zum Zeitpunkt t = 0,5s
  4. Berechnen Sie Vmax
Hallo,

Vorschlag harmonische Schwingung, aber nicht rotierende Welle.

Gruß:
Manni

.Scan20103.jpg
 
AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

Wenn ich das richtig sehe, ist das genau das, was derschwarzepeter beschrieben hat.

Hallo GvC,
möglicherweise siehst du das falsch.
Bei einer mit konstanter Drehzahl rotierenden Welle gibt es nur eine Umfangsgeschwindigkeit vmax.und nicht vmax und v0,5s.
Der Fragesteller spricht von einer "Harmonischen Schwingung".
Was sollte auf einem umlaufenden Bezugspunkt auf der Wellenoberfläche "schwingen"?
Vllt. meldet sich der Fragesteller noch einmal?

Gruß:
Manni
 
AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

[tex]f=\frac{1}{T}[/tex]

Es ist doch schnurzpiepegal, ob Du die Periodendauer, also die Zeit für eine komplette Umdrehung in Sekunden, Minuten, Stunden, Tagen oder Jahren angibst. Wichtig ist nur, dass Du sie angibst. Physikalische Größen bestehen immer aus Zahlenwert multipliziert mit einer Einheit. Ich kann mich dehalb mit solchen zugeschnittenen Größengleichungen, wie Du sie im Sinn hast, überhaupt nicht anfreunden.

Dein Beispiel

[tex]f=\frac{n}{60}[/tex]

ist dehalb nur dann richtig, wenn Du nicht nur ergänzend erwähnst "wenn n in 1/min angegeben ist", wie Du das getan hast, sondern zusätzlich sagst, dass f dann in 1/s rauskommt. Oder Du schreibst die zugeschnittene Größengleichung vollständig hin:

[tex]f/\frac{1}{s}=\frac{n/\frac{1}{min}}{60}[/tex]

Was Deinen vorherigen Einwand bzgl. der Geschwindigkeit angeht, hast Du natürlich recht.
 
AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

[tex]

Es ist doch schnurzpiepegal,ist dehalb nur dann richtig, wenn Du nicht nur ergänzend erwähnst "wenn n in 1/min angegeben ist", wie Du das getan hast, sondern zusätzlich sagst, dass f dann in 1/s rauskommt. Oder Du schreibst die zugeschnittene Größengleichung vollständig hin:

[tex]f/\frac{1}{s}=\frac{n/\frac{1}{min}}{60}[/tex]
Schlaumeiermodus an.
Wenn schon genau, dann bitte aber auch ganz genau.;)
Die Zahl 60 hat die Einheit s/min, sonst ist deine Korrektur nicht korrekt.:)

Schlaumeiermodus aus.

 
Zuletzt bearbeitet:
AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

Sorry, wenn ich Dir unfreundlich vorgekommen bin. Das war nicht meine Absicht.

Zitat von Derfnam:
f hat die Einheit HZ, so wie g die Einheit m/s² hat.
Kürzlich hat es hier (oder in einem anderen Forum, das weiß ich nicht mehr so genau) eine Aufgabe gegeben, in der die Beschleunigung in [tex]\frac{km}{h\cdot s}[/tex] angegeben war, was durchaus sinnvoll war, da Anfangs- und Endgeschwindigkeit bei einem Beschleunigungsvorgang in [tex]\frac{km}{h}[/tex] angegeben war und man sich dadurch die Umrechnung in [tex]\frac{m}{s}[/tex] sparen konnte.

Und die Einheit HZ gibt es natürlich nicht. Vermutlich handelt es sich um einen Tippfehler.
 
S

shifty83

Gast
AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

Hi,

Die Aufgabe ist von hier ...
Ich bin ein LINK: pruefung-physik-04-12-2011

Nr. 5






n ist nicht = f.
f=n/60, wenn n in 1/min angegeben ist.
das einfach umrechnen.



http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenz
Die SI-Einheit der Frequenz ist das Hertz (1 Hz = s−1). Oftmals werden aber auch andere Einheiten verwendet, wie z. B. min−1 oder h−1. Bei manchen Vorgängen werden auch die Bezeichnungen Folgefrequenz, Impulsfolgefrequenz oder Hubfrequenz verwendet, bei Drehbewegungen Drehzahl. In diesen Fällen ist nicht die Einheit Hertz zu verwenden, sondern beispielsweise s−1.

http://de.wikipedia.org/wiki/Drehzahl
Die Größe Drehzahl bei Umdrehungen entspricht der Größe Frequenz bei anderen periodischen Vorgängen, z. B. Schwingungen.

In meiner Formelsammlung steht:
T = 1/n -> umgestellt --> n = 1/T
f = 1/T

Also ist -> n = f = 1/T







@ derschwarzepeter

Das versteh ich.

Ich kenn:
[tex]\omega [/tex] = [tex]\frac{2*\pi }{T} [/tex]

T = [tex]\frac{1}{f} [/tex]



vmax = ŷ * [tex]\omega [/tex]

vmax = ŷ * [tex]\frac{2*\pi }{T} [/tex]

vmax = ŷ * [tex]\frac{2*\pi }{\frac{1}{f} [/tex]

vmax = ŷ * 2 * [tex]\pi [/tex] * f




Aber was ist das??? :oops:

Ich versteh (glaub ich) woher die 150° Grad kommen.

Aber was berechnest du dann da .....




Mfg
shifty
 
AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

Schlaumeiermodus an.
Wenn schon genau, dann bitte aber auch ganz genau.;)
Die Zahl 60 hat die Einheit s/min, sonst ist deine Korrektur nicht korrekt.:)

Schlaumeiermodus aus.

Nein, dann hast Du den Begriff "Zugeschnittene Größengleichung" noch nicht verstanden. Es geht nicht um die Zahl 60, sondern um die Größe n mit der Einheit 1/min. Schau mal hier:

http://de.wikipedia.org/wiki/Zahlenwertgleichung#Gr.C3.B6.C3.9Fengleichungen
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

Aber was ist das??? :oops:

Ich versteh (glaub ich) woher die 150° Grad kommen.

Aber was berechnest du dann da .....
Hi shifty!
Da berechne ich die momentane Umfangsgeschwindigkeit in einer bestimmten Richtung* abhängig vom der Startposition.
*) ... nachdem man sich die kreisförmige Bewegung des Punktes bestehend aus zwei 90° aufeinander stehenden sinusförmigen vorstellen kann.


Ich bin ein bissl erstaunt,
was für aufgeregte Diskussionen von anerkannten Kapazundern
die unvollständig wiedergegebene Frage bennis ausgelöst hat.
Benni sitzt wahrscheinlich fassungslos vor seinem Rechner,
schlackert mit seinen Ohren und traut sich nix mehr schreiben!
 
AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

Da berechne ich die momentane Umfangsgeschwindigkeit in einer bestimmten Richtung* abhängig vom der Startposition.
Hallo Peter,
bei einer konstanten Drehzahl gibt es nur eine Geschwindigkeit, nämlich die Umfangsgeschwindigkeit.
Ganz egal, auf welchen Bezugspunkt du das beziehst, denn dieser Bezugspunkt hat ebenfalls dieselbe Umfangsgeschwindigkeit.
Du sitzt hier auf dem falschen Pferd.
Es geht um harmonische Schwingungen, nicht um Rotationsgeschwindigkeiten, obwohl einige Gleichungen der Kreisbewegungen anwendbar sind.


Gruß:
Manni
 
AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

Nein, dann hast Du den Begriff "Zugeschnittene Größengleichung" noch nicht verstanden.
Du scheinst im Lehrbetrieb tätig zu sein, da machen Kommentare wie "noch nicht verstanden" vllt. Eindruck.
Im Lehrbetrieb bedarf es nur etwas roter Tinte, um Fehler zu korrigieren. In der Praxis kosten Fehler aufgrund solcher "Zugeschnittenen" leider Geld.
Deshalb kann ich nur aus Erfahrung sagen, dass "Zugeschnittene Größengleichungen" absoluter Mist sind. Nur die Anwendung jeder Zahl mit der zugehörigen Einheit ermöglicht eine Kontrolle der Richtigkeit von Berechnungen, sonst kommen solche Kopfgeburten wie z.B. P= M*n/975 zur Leistungs- oder Momentberechnung heraus.
Kaum jemand kann dir in der Praxis erklären, wie der Faktor 975 (manchmal auch 974 angegeben) zustande kommt.
Ich brauche also WIKI nicht.
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

Hallo Manni!
Wenn du rechtwinkelig zur Achse auf eine rotierende Welle mit einem Markierungspunkt schaust,
so siehst du den nur zu dem Zeitpunkt mit der Umfangsgeschwindigkeit bewegen,
in dem er dir am Nächsten ist, d.h. sich gerade zwischen der Achse und deinem Auge befindet.
90° vor- und nachher hat der scheinbar Geschwindigkeit Null (und hinten siehst du ihn nicht).
Dazwischen verhält sich die Geschwindigkeit nach einer Sinusfunktion -
- schaut aus wie eine (halbe) harmonische Schwingung.

Aus einer schlecht gestellten Frage mit einer Welle einen Schwingungsaufzeichnungsapparat zu konstruieren,
ist zwar kreativ, ambitioniert und sicher lieb gemeint,
macht meiner Meinung nach weder die Frage besser, noch erleuchtet es den Fragesteller maßgeblich.

Dafür bin ich was die zugeschnittenen Größengleichungen betrifft, weitgehend eurer Meinung:
Außer in SEHR SEHR SELTENEN FÄLLEN, wo in EINEM Anwendungsbereich IMMER DIE GLEICHE Berechnung durchgeführt werden muss,
ist es einfach nicht wert, sich vom Durchblick betreffend die Herkunft der Formeln/Faktoren zu verabschieden,
nur um sich das Eintippen von z.B. [tex]\pi [/tex] oder "60" zu ersparen.
Das war zu Zeiten interessant, wo man das noch "zu Fuß" rechnen musste
und die sind Gott sei Dank schon lange vorbei!
 
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AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

Jetzt muss ich mich doch nochmal melden, was ich eigentlich nicht mehr wollte. Aber da Du, Peter, nun auch noch auf diesen Zug aufgesprungen bist, möchte ich daran erinnern, dass nicht ich mit den zugeschnittenen Größengleichungen angefangen habe, die ich hasse und selber nie verwende. Es war Derfnam, der sowas wie eine zugeschnittene Größengleichung mit f=n/60 ins Spiel gebracht, die ich - so wollte ich das jedenfalls verstanden wissen - moniert habe. Die Diskussion entartete dann in einen Meinungsaustausch darüber, wie eine zugeschnittene Größengleichung richtigerweise auszusehen habe, wenn man sie denn überhaupt anwendet, so wie es Derfnam mit f=n/60 gemacht hat. Noch einmal, ich habe das von Anfang an abgelehnt. Ich bin, das sollte mittlerweile klargeworden sein, haargenau derselben Meinung wie Du.
 
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