Physikaufgabe harmonische Schwingung

Dieses Thema im Forum "Physik" wurde erstellt von benni4334, 1 Dez. 2012.

  1. 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
     
  2. 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
     
  3. AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

    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
     
  4. AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

    Wenn ich das richtig sehe, ist das genau das, was derschwarzepeter beschrieben hat.
     
  5. AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

    Hi,

    das ist nicht so kompliziert wies kling.

    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:





    So gehts wahrscheinlich vielen.






    Aber ganz einfach ..... :LOL:


    -> Formelsammlung Seite 9

    Frequenz
    [TABLE="class: grid, width: 80"]
    [TR]
    [TD]f = \frac{1}{T} [/TD]
    [/TR]
    [/TABLE]





    Drehzahl
    [TABLE="class: grid, width: 80"]
    [TR]
    [TD]n = \frac{1}{T} [/TD]
    [/TR]
    [/TABLE]
    kleine Anmerkung:
    Die Formel ist so nicht gegeben.
    -> siehe Umlaufzeit T --> T = \frac{1}{n} ---> umgestellt nach n ----> n = \frac{1}{T}



    Oh, beides gleich ...:D


    n = f = \frac{1}{T}


    f = Frequenz = Physik
    n = Drehzahl = Meachnik






    Mfg
    shifty
     
    #5 shifty83, 1 Dez. 2012
    Zuletzt von einem Moderator bearbeitet: 1 Dez. 2012
  6. AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

    Hallo,

    Vorschlag harmonische Schwingung, aber nicht rotierende Welle.

    Gruß:
    Manni

    . Scan20103.jpg
     
    Derfnam gefällt das.
  7. AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung


    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
     
  8. AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

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

    Gruß:
    Manni

     
  9. AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

    f=\frac{1}{T}

    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

    f=\frac{n}{60}

    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:

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

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


    Weshalb so unfreundlich?
    f hat die Einheit HZ, so wie g die Einheit m/s² hat.

    .
     
  11. AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

    [Mimetex kann diese Formel nicht rendern]
     
    #11 Derfnam, 2 Dez. 2012
    Zuletzt bearbeitet: 2 Dez. 2012
  12. AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

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

    Kürzlich hat es hier (oder in einem anderen Forum, das weiß ich nicht mehr so genau) eine Aufgabe gegeben, in der die Beschleunigung in \frac{km}{h\cdot s} angegeben war, was durchaus sinnvoll war, da Anfangs- und Endgeschwindigkeit bei einem Beschleunigungsvorgang in \frac{km}{h} angegeben war und man sich dadurch die Umrechnung in \frac{m}{s} sparen konnte.

    Und die Einheit HZ gibt es natürlich nicht. Vermutlich handelt es sich um einen Tippfehler.
     
  13. AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

    Hi,

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

    Nr. 5






    das einfach umrechnen.



    http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenz

    http://de.wikipedia.org/wiki/Drehzahl

    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:
    \omega = \frac{2*\pi }{T}

    T = \frac{1}{f}



    vmax = ŷ * \omega

    vmax = ŷ * \frac{2*\pi }{T}

    vmax = ŷ * \frac{2*\pi }{\frac{1}{f}

    vmax = ŷ * 2 * \pi * f




    Aber was ist das??? :oops:

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

    Aber was berechnest du dann da .....




    Mfg
    shifty
     
  14. AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

    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
     
  15. AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

    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!
     
  16. AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

    danke für die Hilfe Leute:)
     
  17. AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

    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
     
  18. AW: Physikaufgabe harmonische Schwingung

    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.
     
  19. 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. \pi 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!
     
    #19 derschwarzepeter, 2 Dez. 2012
    Zuletzt bearbeitet: 3 Dez. 2012
  20. 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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