Ph 09

Versuch

Energiebilanz beim Federpendel

An eine ungedehnte Feder der Härte D wird eine Masse m angehängt und losgelassen. Es gibt eine Schwingung. Wir betrachten hier den idealisierten ungedämpften Fall, bei dem Widerstandskräfte, die die Schwingungshöhe mit der Zeit verkleinern, nicht berücksichtigt werden. Die Feder pendelt dann zwischen den Punkten +h und -h hin und her mit dem Punkt 0 in der Mitte.

Fragen:

  1. Warum ist die Lageenergie am höchsten Punkt (gegenüber dem tiefsten Punkt) genau so groß wie die elastische Energie am tiefsten Punkt? Antwort 1
  2. Wie viel der Lageenergie ist im Punkt 0 in elastische und wie viel ist in kinetische umgewandelt worden? Antwort 2
  3. Warum ist Punkt 0 der Punkt in dem das Federpendel zur Ruhe kommt, wenn die Widerstandskräfte die Schwingung völlig abgebremst haben? Antwort 3
  4. Wie viel Energie (bezogen auf die Lageenergie des Punktes h gegenüber dem Punkt -h) ist durch die Widerstandskräfte dem System entzogen worden, wenn es zur Ruhe gekommen ist? Antwort 4