Federpendel horizontal

Wissenschaft Physik
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Guten Tag,

also, ich sitze gerade an physik und bekomme diese eine ÜbungsAufgabe absolut nicht hin. Was aber auch ein wenig an dem allg. mangelndem verständnis für das thema liegt. Und für die Prüfung muss ich ubedingt wissen wie das funktioniert. Ich hoffe hier kann mir jemand helfen. Das sind meine Schwierigkeiten:

Eine Kugel der Masse m= 0,02 kg führt zwischen vier gleichen Federn der Federkonstante k=20N/m Schwingungen mit der Amplitude 0,05m aus. Es ist eine horizontale SChwingung.

1.) Ermitteln sie die Federkonstante k* des Systems aus den vier gleichen Federn.

-> k ist ja schon gegeben. ich würde jetzt sagen, dass ich mit dem Gleichnis -kx=m*a einen Ansatz finden könnte. Weiss aber nicht wie. :frowning:

2.)Ermitteln aus der Kraft- und aus der Energiebilanz ( ohne Luftreibung )die Schwingungsdifferentailgleichung für die ungedämpfte Schwingung.

-> Differentialgleichung?? Ich kapiere nicht, was das genau ist, bzw das iwie schon, mein Problem ist eher dass ich nicht weiss wie man auf die sin und cos- funktionen kommt. Es muss doch einen Weg geben, wie man die Differentialgleichungen für alle SChwingungen aufstellt. Ich möchte am liebsten verstehen, warum dann der Weg dazu führt.

Ich hoffe ihr könnt und wollt mir helfen. Würde mir wirklich weiterhelfen. Ich danke schon allen für ihre Mühen im Vorraus. Ne edle Sache.

LG Flo

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Hallo Flo,

zu deiner Frage zu Differentialgleichungen allgemein: Eine Differentialgleichung ist eine im Wesentlichen Gleichung, in der eine unbekannte Funktion (und deren Ableitungen) vorkommt. Zum Beispiel ist

\frac{\mathrm d^2 f(t)}{\mathrm d t^2} = -f(t)

eine Diffgleichung. Es gibt mehrere Lösungen, zum Beispiel f(t) = cos(t). Aber auch alle Funktionen f(t) = A cos(t + B) mit beliebigen A und B sind Lösungen. Man sieht das durch Ableiten und Einsetzen.

Zu deiner Frage zur Aufgabe: In Aufgabenteil 1) weiß ich nicht, wie die Federn angeordnet sind.
In Aufgabenteil 2) ist nur nach der Diffgleichung, nicht nach der Lösung gefragt, d.h. die Sache mit dem cos brauchst du da noch gar nicht. Die Diffgleichung sollte so ähnlich aussehen wie mein Beispiel oben, nur mit zusätzlichen Konstanten drin.

Hoffe, das hilft die weiter,

Groove