Autofederung < HochschulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 12:15 Di 28.01.2014 | | Autor: | Coxy |
| Aufgabe | | Ein 1400kg schweres Auto mit vier Insassen von jeweils 82kg Gewicht fährt über eine holprige Waschbrettstraße mit regelmäßigen Wellen im Abstand von 4,0m. Die Stoßdämpfer lassen das Auto bei einer Geschwindigkeit von 16km/h am stärksten Schwingen. Nun hält das Auto und die vier Insassen steigen aus. Um wie viel hebt sich das Auto aufgrund des Gewichtsverlustes? |
Hallo,
ich habe bei obigen Aufgabe leider keinen vernünftigen Ansatz.
Könnte ihr mir einen Tipp geben?
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 12:23 Di 28.01.2014 | | Autor: | chrisno |
> Ein 1400kg schweres Auto mit vier Insassen von jeweils 82kg
> Gewicht fährt über eine holprige Waschbrettstraße mit
> regelmäßigen Wellen im Abstand von 4,0m. Die
> Stoßdämpfer lassen das Auto bei einer Geschwindigkeit von
> 16km/h am stärksten Schwingen. Nun hält das Auto und die
> vier Insassen steigen aus. Um wie viel hebt sich das Auto
> aufgrund des Gewichtsverlustes?
> Hallo,
> ich habe bei obigen Aufgabe leider keinen vernünftigen
> Ansatz.
> Könnte ihr mir einen Tipp geben?
Ich habe Dir mal ein paar Worte hervorgehoben. Schwingen hebe ich nun noch einmal hervor. Was für ein physikalischer Vorgang wird hier beschrieben?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 12:42 Di 28.01.2014 | | Autor: | Coxy |
Es geht um die Eigenfrequenz des Stoßdämpfers oder?
Bei dieser Geschwindigkeit und der Waschbrettstraße wird wahrscheinlich die Eigenfrequenz des Stoßdämpfers erreicht, weil sie dort am stärksten schwingt.
Nur wie rechne ich das aus?
Kann ich mir die Straße als Sinuskurve vorstellen wo die Wellenlänge 4 m beträgt?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 14:14 Di 28.01.2014 | | Autor: | chrisno |
> Es geht um die Eigenfrequenz des Stoßdämpfers oder?
Eingefrequenz ist etwas daneben, Stoßdämpfer gehört zwar dazu, aber ist nur ein Bruchteil.
> Bei dieser Geschwindigkeit und der Waschbrettstraße wird
> wahrscheinlich die Eigenfrequenz des Stoßdämpfers
> erreicht, weil sie dort am stärksten schwingt.
> Nur wie rechne ich das aus?
> Kann ich mir die Straße als Sinuskurve vorstellen wo die
> Wellenlänge 4 m beträgt?
Das ja, aber nun helfe ich Dir ein kleines Stückchen weiter. Frequenz ist das Stichwort, nicht Wellenlänge. Zur Frequenz gehört ein Schwingungsvorgang. Speziell handelt es sich um eine ..... Schwingung. Was schwingt hier? Welche Hinweise durch Angabe physikalischer Größen liefert der Text zum schwingenden Körper?
Bearbeite die Aufgabe auch ein wenig von hinten. Welche Größen musst Du kennen um auf
"die vier Insassen steigen aus. Um wie viel hebt sich das Auto aufgrund des Gewichtsverlustes?"
eine Antwort zu finden?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 18:48 Di 28.01.2014 | | Autor: | Coxy |
Ich brauche ja so etwas wie eine Federkonstante.
Handelt es sich dabei um eine harmonische Schwingung?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 21:13 Di 28.01.2014 | | Autor: | chrisno |
> Ich brauche ja so etwas wie eine Federkonstante.
So etwas wie? Erkläre:
> Handelt es sich dabei um eine harmonische Schwingung?
Die ganze Herleitung erfolgt mit einer harmonischen Schwingung.
Wer oder was schwingt?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 21:38 Di 28.01.2014 | | Autor: | Coxy |
Die Stoßdämpfer schwingen doch oder nicht?
Gilt die Federkonstante auch für Feder die man zusammendrücken kann?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 21:51 Di 28.01.2014 | | Autor: | leduart |
Hallo
ja
Gruß leduart
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:18 Di 28.01.2014 | | Autor: | chrisno |
Das ist natürlich eine Schlamperei im Aufgabentext. Mit Stoßdämpfer ist hier die Kombination aus Stoßdämpfer und Feder gemeint.
Diese Stoßdämpfer-Feder-Kombination schwingt, aber das ist nicht das was Du brauchst.
Wie sieht der typische Federschwinger (-> Wikipedia) aus? Was schwingt da hauptsächlich? Was ist das Analogon bei dieser Aufgabe?
Der Schwingungsvorang bekommt eine besondere Bezeichnung, weil das schwingende System durch regelmäßige Impulse von außen angeregt wird. Unter "Erzwungene Schwingung" wird das in Wikipedia dargestellt.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 17:14 Mi 29.01.2014 | | Autor: | Coxy |
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 21:12 Mi 29.01.2014 | | Autor: | chrisno |
Nur am Rande:
Das Geschehen zur Tacoma Narrows Brücke ist beeindruckend. Es wird aber nicht als erzwungene Schwingung oder Resonanz beschrieben. Bei Wikipedia steht richtig "selbsterregte Schwingung".
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:21 Mi 29.01.2014 | | Autor: | Coxy |
Also da das Auto mit 4,44 m/s fährt, wird das Auto alle 0,9s angeregt daraus ergibt eine Frequenz von etwa 1,11 hz.
Dann kann ich die Periodendauerformel doch nach D umformen:
[mm] T=2\pi*\wurzel{\bruch{m}{D}}
[/mm]
nach D umgeformt ergibt ja
[mm] D=\bruch{2}{(\bruch{T}{2\pi})^2}
[/mm]
Ich bekomme dann eine Federkonstante von etwa D=84220 [mm] Kg/s^2
[/mm]
Und am Ende bekomme ich eine Auslenkung von 4 cm raus, wenn die Mitfahrer aussteigen, stimmt das?
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 19:29 Mi 29.01.2014 | | Autor: | Coxy |
Wie bist du denn auf die Formel mit m1 und m2 gekommen bzw. welche Formel hast du so umgeformt?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 20:50 Mi 29.01.2014 | | Autor: | Calli |
Eingabefehler: "{" und "}" müssen immer paarweise auftreten, es wurde aber ein Teil ohne Entsprechung gefunden (siehe rote Markierung)
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Allgemein:
$F = c\cdot x \quad \Rightarrow\quad m\cdot g = c\cdot x$
$x=\bruch{m\cdot g}{c}}\quad\text{ und }\quad c=\bruch{m\cdot g}{x}$
$\bruch{c}{m}=\bruch{g}{x}=\omega^2$
Ausgangssituation
$x_1=\bruch{(m_1+m_2)\,g}{c}=\bruch{g}{\omega_1^2}$
Endsituation
$x_2=\bruch{m_1\cdot g}{c}=x_1 - \Delta x\qquad (\Delta x = \text{Entlastung der Feder)$
Bilden des Verhältnisses
$\bruch{x_2}{x_1}=\cdots\; ?$
und auflösen der Gl. nach $\Delta x$ !
Ciao
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)der ![[]](/images/popup.gif){kind=small}
"Galloping Gertie"![[hot]](/images/smileys/hot.gif "[hot]"){kind=small}
![[aufgemerkt]](/images/smileys/aufgemerkt.gif "[aufgemerkt]"){kind=small}
![[verwirrt]](/images/smileys/verwirrt.gif "[verwirrt]"){kind=small}
![[ok]](/images/smileys/ok.gif "[ok]"){kind=small}
![[aetsch]](/images/smileys/aetsch.gif "[aetsch]"){kind=small}
