Exercise
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The following quantities appear in the problem: Zeit \(t\) / Amplitude \(\hat y\) / Winkelgeschwindigkeit / Kreisfrequenz \(\omega\) / Volumen \(V\) / Radius \(r\) / Kraft \(F\) / Elongation \(y_t\) / Ortsfaktor \(g\) / Masse \(m\) / Strecke \(s\) / Dichte \(\varrho\) / Beschleunigung \(a\) / Federkonstante \(D\) /
The following formulas must be used to solve the exercise: \(\varrho = \dfrac{m}{V} \quad \) \(F = Ds \quad \) \(g = \dfrac{GM}{r^2} \quad \) \(F = G \dfrac{m_1m_2}{r^2} \quad \) \(y = \hat y \cdot \sin(\omega t + \varphi_0) \quad \) \(\omega = \sqrt{\dfrac{D}{m}} \quad \) \(V = \dfrac{4}{3}\pi r^3 \quad \) \(F = ma \quad \)
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Exercise:
Von der Arktis werde zur Antarktis ein Tunnel erstellt. Wie lange würde es dauern bis man -- spränge man einfach in den Tunnel -- auf derselben Höhe über der Äquatorialebene angekommen wäre wie sich die Schweiz befindet?

Solution:
Ein in einen solchen Tunnel fallen gelassener Körper schwingt im Tunnel harmonisch; die Proprotionalitätskonstante zwischen zur Ruhelage rücktreiber Kraft und der Elongation ist: K GfracMmR^ Daraus kann direkt die Winkelfrequenz der Schwingung bestimmt werden: omega_ sqrtfracKm sqrtfracGMR^ .radps Falls man nun am glqq oberen Randgrqq der Erde reinspringt kann die sich dann ergebe harmonische Schwingung durch folge Funktion ausgedrückt werden: yt y_ cosomega_ t Der Mittelpunkt der Schweiz befindet sich bei ang. ang.. Das heisst die Schweiz befindet sich etwa um eine Höhe y_t R sintheta .em sinang. .em über der Äquatorialebene. Bei dieser Höhe ist man zum Zeitpunkt t fracomega_ arccosfracy_ty_ .es .min angelangt.
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Exercise:
Von der Arktis werde zur Antarktis ein Tunnel erstellt. Wie lange würde es dauern bis man -- spränge man einfach in den Tunnel -- auf derselben Höhe über der Äquatorialebene angekommen wäre wie sich die Schweiz befindet?

Solution:
Ein in einen solchen Tunnel fallen gelassener Körper schwingt im Tunnel harmonisch; die Proprotionalitätskonstante zwischen zur Ruhelage rücktreiber Kraft und der Elongation ist: K GfracMmR^ Daraus kann direkt die Winkelfrequenz der Schwingung bestimmt werden: omega_ sqrtfracKm sqrtfracGMR^ .radps Falls man nun am glqq oberen Randgrqq der Erde reinspringt kann die sich dann ergebe harmonische Schwingung durch folge Funktion ausgedrückt werden: yt y_ cosomega_ t Der Mittelpunkt der Schweiz befindet sich bei ang. ang.. Das heisst die Schweiz befindet sich etwa um eine Höhe y_t R sintheta .em sinang. .em über der Äquatorialebene. Bei dieser Höhe ist man zum Zeitpunkt t fracomega_ arccosfracy_ty_ .es .min angelangt.
Contained in these collections
Attributes & Decorations
Topic
Tags
gravitation, harmonisch, harmonische schwingung, physik, schwingung
Difficulty
(3, default)
Points
5 (default)
Language
GER (Deutsch)
Type
Calculative / Quantity
Decoration
Content image

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