Eine Platte der Masse m1 ist an einer Feder (Steifigkeit K) fest verbunden; die Feder ist mit dem anderen Ende am Boden befestigt und stellt mit der Platte zusammen ein schwingendes System dar, das senkrecht angeordnet ist. Auf der Platte liegt lose ein Körper der Masse m2. Die Feder ist um den Weg x0 derart vorgespannt, dass beide Massen senkrecht nach oben katapultiert werden, sobald man die Feder schlagartig entspannt. Nun wird die Feder entspannt und die Platte bewegt sich mit dem Körper senkrecht nach oben. Die Frage ist nun, wann der Körper der Masse m2 die Platte verlässt?
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Regel Nummer 1: das Forum macht nicht deine Hausaufgaben.
Ich sehe mich nicht unbedingt als großer Fan von KIs, aber das ist tatsächlich eine Aufgabe, die du so 1:1 in ChatGPT kopieren kannst und eine ausführliche Antwort mit Erklärungen und Formeln bekommst. Die Richtigkeit dieser Antworten musst du natürlich selber mit NI (natürlicher Intelligenz) überprüfen. Wir können dir bei einzelnen Problemen gerne helfen, aber deine Hausaufgaben musst du schon selber machen.
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Um Abheben zu können muss die Masse ja gegen die Gravitation beschleunigt werden, also wäre > 9,81 m/s² ein guter Ansatzpunkt. Sebastian R. schrieb: > Ich sehe mich nicht unbedingt als großer Fan anscheinend aber doch, wenn Du ChatGPT für Hausaufgaben empfiehlst
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Frank S. schrieb: > Die Frage ist nun, wann der Körper der Masse m2 die Platte verlässt? Ist mit "wann" ein Zeitpunkt gemeint? Oder ist damit gemeint, ab welchen Rahmenbedinungen (m1, m2, K, x0) der Körper die Platte überhaupt verlässt?
Lothar M. schrieb: > Frank S. schrieb: >> Die Frage ist nun, wann der Körper der Masse m2 die Platte verlässt? > Ist mit "wann" ein Zeitpunkt gemeint? > > Oder ist damit gemeint, ab welchen Rahmenbedinungen (m1, m2, K, x0) der > Körper die Platte überhaupt verlässt? Zeitpunkt nach dem die Feder entspannt wurde und Strecke, die dabei zurückgelegt wird bis der Körper von der Platte abhebt.
Alexander schrieb: > anscheinend aber doch, wenn Du ChatGPT für Hausaufgaben empfiehlst Ich kann mir die Mühe machen und etwa 30 Minuten Zeit invesiteren, einen Post zu verfassen, der die Formeln erklärt und herleitet. Oder man kann eine generative Text-KI verwenden, um für den Fragenersteller binnen 30 Sekunden zum gleichen Ergebnis zu kommen. Für den TO gäbe es keinen Unterschied in der Antwort, aber ich habe mir 30 Minuten Arbeit gespart, die eventuell nicht zielführend sind, denn in beiden Fällen würde der TO nicht wirklich etwas lernen. Manche Aufgaben lassen sich nun einmal sehr gut automatisieren und hier macht es für mich keinen Unterschied, ob eine Maschine oder ein Mensch die Lösung vorkaut.
Man könnte im ersten Ansatz meinen, es passiert genau dann, wenn die Feder die Ruhelage erreicht, also wenn die Vorspannstrecke "aufgebraucht" ist und dann ja die Federkraft 0 ist und dann keine Kraft mehr auf M2 auswirkt. Aber das wäre zu einfach - es war eine Physikabi Aufgabe aus den 80er Jahren :-)
Sebastian R. schrieb: > Ich kann mir die Mühe machen und etwa 30 Minuten Zeit invesiteren, einen > Post zu verfassen, der die Formeln erklärt und herleitet. Oder man kann > eine generative Text-KI verwenden, um für den Fragenersteller binnen 30 > Sekunden zum gleichen Ergebnis zu kommen. Und es hätte sogar noch den besseren Lerneffekt, da man KI Ergebnisse ja immer kritisch betrachten soll, würde das nachträgliche verifizieren der Antwort den Stoff nochmal verfestigen. Einen Versuch mit KI ist so eine Frage in jedem Fall, vor allem weil es genau 30 Sekunden Zeit kostet.
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Cyblord -. schrieb: > Sebastian R. schrieb: >> Ich kann mir die Mühe machen und etwa 30 Minuten Zeit invesiteren, einen >> Post zu verfassen, der die Formeln erklärt und herleitet. Oder man kann >> eine generative Text-KI verwenden, um für den Fragenersteller binnen 30 >> Sekunden zum gleichen Ergebnis zu kommen. > > Und es hätte sogar noch den besseren Lerneffekt, da man KI Ergebnisse ja > immer kritisch betrachten soll, würde das nachträgliche verifizieren der > Antwort den Stoff nochmal verfestigen. > > Einen Versuch mit KI ist so eine Frage in jedem Fall, vor allem weil es > genau 30 Sekunden Zeit kostet. Du wirst dich wundern, 3 mal KI Anfrage, gleicher Text, nur unterschiedliche Chats --> 3 unterschiedliche Ergebnisse. Der damalige Physiklehrer sagte bei der Besprechung, dass das eine typische Aufgabe ist, um zu zeigen, wer ein guter Physiker/Ingenieur werden kann.
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Frank S. schrieb: > Du wirst dich wundern, 3 mal KI Anfrage, gleicher Text, nur > unterschiedliche Chats --> 3 unterschiedliche Ergebnisse. Darüber wundert sich niemand. Und jetzt braucht es halt NI, um zwischen brauchbarem Ergebnis und halluziniertem Schwachsinn zu unterscheiden oder das Ergebnis entsprechend in die Realität zu extrapolieren.
Frank S. schrieb: > Die Frage ist nun, wann der Körper der Masse m2 die Platte verlässt? Die Masse m2 verlässt genau in dem Moment die Platte, sobald die senkrechte Beschleunigung beendet ist und die Druckfeder anfängt die Platte abzubremsen, weil sie überstreckt wird!
Stelle die Schwingungsgleichung einer ungedämpften Federschwingung mit Masse m1+m2 und Federkonstante K auf. Außerdem braucht man die Kurve eines senkrechten Parabelfluges, der mit gegebener Geschwindigkeit v0 startet. Dann vergleicht man die Parabel mit der Schwingungsgleichung, wobei man annimmt, dass der Parabelflug mit der durch die Schwingung gegebenen Geschwindigkeit startet.
Frank S. schrieb: > Du wirst dich wundern Ich glaube kaum dass DU mir irgendwas über KI erzählen kannst was mich wundert.
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Johann L. schrieb: > Stelle die Schwingungsgleichung einer ungedämpften Federschwingung mit > Masse m1+m2 und Federkonstante K auf. > > Außerdem braucht man die Kurve eines senkrechten Parabelfluges, der mit > gegebener Geschwindigkeit v0 startet. > > Dann vergleicht man die Parabel mit der Schwingungsgleichung, wobei man > annimmt, dass der Parabelflug mit der durch die Schwingung gegebenen > Geschwindigkeit startet. yep, das ist der Ansatz eines guten Ingenieurs/Physikers
Cyblord -. schrieb: > Frank S. schrieb: >> Du wirst dich wundern > > Ich glaube kaum dass DU mir irgendwas über KI erzählen kannst was mich > wundert. :-) Mag sein, ich kenne dich ja nicht ;-)
Frank S. schrieb: > Die Frage ist nun, wann der Körper der Masse m2 die Platte verlässt? Sobald seine Geschwindigkeit höher als die der Masse m1 wird. Zeichne dir eine Skizze von dem Aufbau und die auf die Massen wirkenden Kräfte, Beschleunigungen, Geschwindigkeiten und Höhen als Funktion der Zeit auf. Marcel V. schrieb: > ... und die Druckfeder anfängt die Platte abzubremsen, weil sie > überstreckt wird! Da Überstreckung in der Aufgabenstellung nicht auftaucht, kannst du davon ausgehen, dass die Feder so weit ideal ist, dass dieser Zustand innerhalb des genutzten Wegbereiches nicht auftritt.
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Rainer W. schrieb: > Da Überstreckung in der Aufgabenstellung nicht auftaucht, kannst du > davon ausgehen, dass die Feder so weit ideal ist, dass dieser Zustand > innerhalb des genutzten Wegbereiches nicht auftritt. Natürlich, der Überstreckungszustand tritt aufgrund der Massenträgheit von m1 zwangsläufig auf! Frank S. schrieb: > yep, das ist der Ansatz eines guten Ingenieurs/Physikers Papperlapapp, ein guter Ingenieur sieht mit bloßem Auge anhand der Konstruktion, wann m2 die Platte verlässt! Da muss man nichts rechnen, da muss man einfach nur den klaren gesunden logischen Menschenverstand einsetzen!
Johann L. schrieb: > Stelle die Schwingungsgleichung einer ungedämpften Federschwingung mit > Masse m1+m2 und Federkonstante K auf. > > Außerdem [...] Geht noch einfacher: m2 "hebt ab" wenn (die nach oben gerichtete) Beschleunigung der Federschwingung kleiner is als -g.
Man stelle sich eine Kinderwippe auf dem Spielplatz vor - dann setzt man sich einen Alu-Hut auf den Kopf und setzt sich auf eine Seite der Wippe, und bittet jemanden, kräftig auf die andere Seite der Wippe zu springen - und schaut dann, wo der Aluhut hinfliegt bzw. wann sich wohl die "Massen" trennen.
Marcel V. schrieb: > Papperlapapp, ein guter Ingenieur sieht mit bloßem Auge anhand der > Konstruktion, wann m2 die Platte verlässt! Da muss man nichts rechnen, > da muss man einfach nur den klaren gesunden logischen Menschenverstand > einsetzen! Dann hoffe ich mal, dass ich niemals mit etwas in Berührung komme, dass mit deinem bloßem Auge und deinem "klaren, gesunden" Menschenverstand entstanden ist :-)
Angehängte Dateien:
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Federsystem.jpg
100 KB
Rbx schrieb: > wann sich wohl die "Massen" trennen. Die Wippe ist aber nicht das korrekte mechanische Pendant zu dem Federsystem, denn die Wippe hat einen mechanischen Anschlag in der Endposition. Die Feder ist unten am Erdboden festgeschraubt und oben an der Platte mit der Masse m1 angeschweißt. Die Feder kann also sowohl auf Druck als auch auf Zug beansprucht werden! Zum Spannen wird die Feder nach unten gedrückt und dann einfach losgelassen, so dass die Masse m2 nach oben abgefeuert wird.
Rbx schrieb: > Man stelle sich eine Kinderwippe auf dem Spielplatz vor - dann setzt man > sich einen Alu-Hut auf den Kopf und setzt sich auf eine Seite der Wippe Aus welchem Teil der Aufgabenstellung geht hervor dass m1 > m2 ist? Marcel V. schrieb: > Zum Spannen wird die Feder nach unten gedrückt und dann einfach > losgelassen, so dass die Masse m2 nach oben abgefeuert wird. Auch die Feder hat eine mechanische Endposition, in Deiner Zeichung wäre die wohl bei ungfähr 120% Federlänge.
Alexander schrieb: > Aus welchem Teil der Aufgabenstellung geht hervor dass m1 > m2 ist? Ist doch irrelevant. Man kann sich genausogut eine Wippe auf dem Tisch vorstellen, wo auf der einen Seite ein leichter Kunstoff-Becher voll mit Wasser drin ist. Dann braucht man nur noch auf die andere Seite hauen, und schon..
Marcel V. schrieb: > Die Feder kann also sowohl auf Druck als > auch auf Zug beansprucht werden! Ja, aber das ist eine Beschleunigungsfrage, die man natürlich vorher klären könnte, aber eher nur wenig - falls überhaupt mit dem Wegfliegen zu tun hat. Wäre allenfalls interessant, falls die Massen den Orbit verlassen sollten.
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