Ihr solltet wirklich einmal einige rücktreibende Kräfte durch Konstruktion bestimmen.
Mit der angegebenen Masse erhaltet ihr (unabhängig von der Pendellänge) zu den Auslenkungswinkel die folgenden Werte:
Die kann man in einem Graphen darstellen. Bei kleinen Winkeln sieht es so aus, als gäbe es einen linearen Zusammenhang, also als wäre die rücktreibende Kraft proportional zum Auslenkungswinkel.
Erst bei größeren Auslenkungswinkeln sieht man, dass die rücktreibende Kraft immer langsamer anwächst:
Es sieht wie bei einer Sinuskurve aus.
Das wird auch schnell klar:
Gewichtskraft, Seilkraft und rücktreibende Kraft bilden ein rechtwinkliges Dreieck mit der Gewichtskraft als Hypotenuse und der rücktreibenden Kraft als Gegenkathete zum Auslenkungswinkel φ:
sin φ = Gegenkathete/Hypotenuse = F/Fr und damit gilt für die rücktreibende Kraft:
Fr = F * sin φ
Die folgende Abbildung hilft euch bei der Erinnerung an die trigonometrischen Funktionen:
Im nächsten Post erklären wir den Schwingungsablauf über Energieumwandlungen.
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