Schwingende Flasche < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | Von einer im Wasser aufrecht schwimmenden Flasche ragt der Flaschenhals (äußerer Durchmesser d=5 cm) teilweise aus dem Wasser. Wenn man die Flasche von oben antippt und sie kurzzeitig um den Weg [mm] x_{0} [/mm] herunterdrückt, macht sie kleine vertikale Schwingungen mit der Schwingungsfrequenz f=(1/5) Hz.
a) Wie groß ist die Masse m der Flasche, wenn man von der Dämpfung der Schwingungen absieht? Die Zeitspanne t soll vom Moment unmittelbar nach dem Antippen an gerechnet werden.
b) Im Fall eines Reibungswiderstands soll die Reibungskraft die Form haben [mm] F_{R}=-\gamma(dx/dt); [/mm] sie wirkt der Bewegungsrichtung (x-Richtung), die nach unten positiv gerechnet wird, entgegen. Wie groß ist m im Fall einer zusätzlichen Reibungskraft? Nach 10 Schwingungen soll die Schwingungsamplitude auf 1% des Anfangswerts [mm] x_{0} [/mm] abgefallen sein. Wie groß ist [mm] \gamma? [/mm] |
Ich habe leider keine Ahnung wie ich die Aufgabe überhaupt angehen soll. Habe Physik nur als Nebenfach und war zusätzlich beim Thema Schwingungen krank. Kann mir jemand weiterhelfen???
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 22:40 So 07.01.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
Harmonische Schwingungen haben die Eigenschaft, dass gilt,: rücktreibende Kraft ist proportional zur Auslenkung. Und da 2rücktreibend entgegengesetzt. also: F=-k*s
oder m*a=-k*s, ms''(t)=-k*s(t) ist die Dgl. einer harmonischen Schwingung, die Lösung ist: [mm] s(t)=A*sin\wurzel{k/m*t},die [/mm] Frequenz also [mm] 2*\pi*f=wurzel{k/m}
[/mm]
also musst du hier nur k bestimmen.
Welche Kraft treibt die Flasche nach oben, wenn man sie ein Stück s nach unten drückt. Auftriebskraft kommt dir hoffentlich sofort in den Sinn und du fängst damit an!
Gruss leduart
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ok, aufgabenteil a ist dann ziemlich klar. aber wie mach ich aufgabenteil b???
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http://de.wikipedia.org/wiki/Schwingung