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Kraft

Modellbildung zur Federschwingung

Arbeitsauftrag

JPAKMA: Modellbildung

Wirkungsgefüge zur Federschwingung

Das Projekt enthält das Modell eines Körpers der konstanten Masse m, welche vor dem Ablauf mit dem Schieberegler eingestellt werden kann. Die Gesamtkraft F setzt sich aus der Gravitationskraft m g und der Federkraft D s zusammen. D ist die Federhärte. Da die rückstellende Federkraft proportional zur Auslenkung s ist und somit zwischen Beträgen variiert, die mal kleiner und mal größer sind als die Gewichtskraft, kommt es zu einer Schwingung.

Vollziehen Sie die einzelnen Komponenten des Wirkungsgefüges nach:

  • Die Erdbeschleunigung g ist eine Konstante.
  • Die Federhärte D ist eine Konstante.
  • Die Masse m ist auch konstant, kann aber vor dem Start per Schieberegler eingestellt werden.
  • Die Gesamtkraft F = m g D s ist die Summe aus Gravitationskraft und rückstellender Federkraft.
  • Die Beschleunigung ergibt sich zu a = F / m .
  • Die Geschwindigkeit v ergibt sich als Sammelgröße aus a d t (= Integration).
  • Der zurückgelegte Weg s ergibt sich als Sammelgröße aus v d t (= Integration).

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