Was ist die maximale Auslenkung?

Question

Aufgabe:

Ein U-Rohr mit einem Innendurchmesser von d = 2,8 cm ist mit 700 cm^3 Wasser gefüllt. Nach dem Auslenken aus der Ruhelage schwingt die Wassersäule mit einer Schwingungsdauer von T = 1,53 s.

a) Berechnen Sie die rücktreibende Kraft bei einer Auslenkung von y^= 4 cm und zeigen Sie, dass für die schwingende Wassersäule ein lineares Kraftgesetz gilt.

—>  da hab ich F= -0,47 N raus. Es ist normal dass die Kraft negativ ist oder? Es ist ja die rücktreibende Kraft..

b) Überprüfen Sie mit einer Rechnung den gemessenen Wert der Schwingungsdauer.

—> Ich kenne folgende Formel zur Berechnung der Schwingungsdauer:

T= 2• ∏ • √l:g

Aber was ist jetzt hier in der Aufgabe die Länge?

c) Berechnen Sie die potentielle Energie im Augenblick der maximalen Auslenkung ý und bestimmen Sie die Geschwindigkeit, mit der der Wasserspiegel der Wassersäule durch die Ruhelage geht.

—> Okay, ab hier bin ich jetzt sehr verwirrt:/ Woher weiß ich was die maximale Auslenkung ist bzw wie kann man diese Berechnen? Aber ansonsten benutzt man ja diese Formel für die potentielle Energie oder:

E= 0,5•D•y^2•sin^2(wt)

Aber was macht man dann um die Geschwindigkeit zu berechnen?

d) Zeigen Sie, dass die potentielle Energie im Augenblick der maximalen Auslenkung auch ohne Rückgriff auf die Formel E = 0,5•D•y^2 bestimmt werden kann.

—> Ich weiß immernoch nicht was die maximale Auslenkung hier ist :/

Wäre sehr dankbar, wenn jemand mir meine Fragen beantworten könnte. Danke jetzt schon Mal!!

Answer 1

Hallo

hast du denn, dass ein lineares Kraftgesetz gilt? bei der Auslenkung s hat man die Kraft  V*ρ*g mit V=2s*A also F=ρ*g*A*2*s

weiter hast du F=m*a  mit M=  0,7kg daraus a und daraus die Schwingungsdauer. aus der Dgl.

Die Maximale Ausdehnung nimmst du einfach als A an und bestimmst daraus die maximale Geschwindigkeit, oder du nimmst die maximale Geschwindigkeit an und bestimmst daraus die maximale Auslenkung.

Gruß lul