Ich gehe in die 10. Klasse Gymnasium. Wir haben nun im
Physik-Unterricht das Thema Mechanik. Zum Abschluss dieses Themas
müssen wir eine Animation zu einem vorgegeben Thema mit Microsoft
Excel erstellen.
Der Auftrag lautet:
Ein Quader welcher sich in einem Doppelfederpendel befindet wird auf
eine Seite aufgezogen und losgelassen. Veranschauliche die Bewegung
mit w = 2*Pi*Wurzel(D/m) und optional mit Einbezug des
Luftwiederstandes. Die Formel für die Luftreibung lautet: FR =
1/2*cw*rho*A*v^2.
Ich habe nun die nachfolgende Formel:
Sin(t*(2*Pi*Wurzel(D/m))
Durch diese bekomme ich die aktuelle Position (auf der x Achse, y
Wert ist immer gleich).
wie kann ich nun den Luftwiederstand so in meine Formel welche ich
bereits habe integrieren, so dass mein Körper durch dne
Luftwiederstand immer mehr verlangsamt wird, bis er schlussendlich
zum Stillstand kommt.
Meine bisherige Arbeit als Excel finden ihr unter
http://www2.webdesign-wenner.ch/excel.xls
Ich hoffe, dass sie ihr mein Problem verstehen, und eine Antwort darauf
wisst. Ich bedanke mich jetzt schon für eure Mühe.
Hallo!
Der Auftrag lautet:
Ein Quader welcher sich in einem Doppelfederpendel befindet
wird auf
eine Seite aufgezogen und losgelassen. Veranschauliche die
Bewegung
mit w = 2*Pi*Wurzel(D/m) und optional mit Einbezug des
Luftwiederstandes. Die Formel für die Luftreibung lautet: FR =
1/2*cw*rho*A*v^2.
Hm. Was sollt Ihr nun tun? Die bekannte Bewegung grafisch darstellen (das ist ziemlich simpel und ich vermute, dass Du das gemacht hast), oder die Bewegung simulieren. Falls letzteres der Fall ist, geht man wie folgt vor:
Man stellt sich vor, dass die Bewegung in kleine Teilschritte zerlegt wird, die beispielsweise 10 ms lang sind. In diesen so genannten Intervallen bewegt sich die Masse gleichförmig. (Das ist zwar falsch, aber eine relativ gute Näherung).
Das Programm bzw. die Excel Tabelle berechnet nun folgenes:
- Wie groß ist die Kraft, die an dem Körper insgesamt angreift? (Diese hängt von der Position des Körpers und evtl. von seiner Geschwindigkeit ab).
- Wie groß ist die daraus entstehende Beschleunigung (Grundgleichung der Mechanik …)?
- Wie ändert sich die Geschwindigkeit bei gegebener Beschleunigung in der Intervallzeit von beispielsweise 10 ms?
- Wie ändert sich die Position des Körpers in dieser Intervallzeit, wenn man davon ausgeht, dass er sich in der Intervallzeit gleichförmig mit der eben berechneten Geschwindigkeit bewegt?
- Weiter mit Schritt 1)
Beim Programm peinlich genau auf die richtigen Vorzeichen achten!
Michael
Vielen Dank für eure Antworten.
Eine Vorschau wie es aussieht (PNG-Grafik) findet ihr unter:
http://www2.webdesign-wenner.ch/image.png
Die Darstellung ist für mich kein Problem, mein Problem ist es, dass ich nicht weiss wie ich den Luftwiederstand in meine Formel 2*Pi*Wurzel(D/m) integrieren kann.
Für den Luftwiederstand habe ich ja die Formel 1/2*cw*rho*A*v^2.
cw ist der Luftwiederstandsbeiwert (von 0.0 bis 0.16), welcher frei gewählt werden kann. rho ist die Luftdichte (Luftdichte = 1.2041). A ist die Querschnittfläche des Quaders. Nun mein Problem V. Wie kann ich die Geschwindigkeit des Quaders ausrechnen.
z.B. Wie schnell Läuft der Quader, nach 4 sek? Dieses V, kann ich dann ja für den Luftwiederstand benutzen.
Hallo!
Ich hacke nicht oft auf Rechtschreibfehlern rum, aber Luftwiderstand schreibt sich nicht mit „ie“!
Die Darstellung ist für mich kein Problem, mein Problem ist
es, dass ich nicht weiss wie ich den Luftwiederstand in meine
Formel 2*Pi*Wurzel(D/m) integrieren kann.
Gar nicht. Das ist nämlich die Formel für die ungedämpfte Schwingung. Die Gedämpfte läuft anders ab. Außerdem ist der Luftwiderstand eine Kraft und hat daher in der Gleichung für den Ort nichts verloren.
Für den Luftwiederstand habe ich ja die Formel
1/2*cw*rho*A*v^2.
cw ist der Luftwiederstandsbeiwert (von 0.0 bis 0.16), welcher
frei gewählt werden kann. rho ist die Luftdichte (Luftdichte =
1.2041). A ist die Querschnittfläche des Quaders. Nun mein
Problem V. Wie kann ich die Geschwindigkeit des Quaders
ausrechnen.
z.B. Wie schnell Läuft der Quader, nach 4 sek? Dieses V, kann
ich dann ja für den Luftwiederstand benutzen.
Hast Du mein anderes Posting gelesen? Da steht’s drin…
Michael
