Exercise
https://texercises.com/exercise/im-wasser-schwingender-holzklotz/
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The following quantities appear in the problem: Zeit \(t\) / Masse \(m\) / Kraft \(F\) / Volumen \(V\) / Beschleunigung \(a\) / Federkonstante \(D\) / Ortsfaktor \(g\) / Dichte \(\varrho\) / Winkelgeschwindigkeit / Kreisfrequenz \(\omega\) / Amplitude \(\hat y\) / Elongation \(y_t\) /
The following formulas must be used to solve the exercise: \(F = \varrho V g \quad \) \(\varrho = \dfrac{m}{V} \quad \) \(F = mg \quad \) \(y = \hat y \cdot \sin(\omega t + \varphi_0) \quad \) \(\omega = \sqrt{\dfrac{D}{m}} \quad \) \(F = ma \quad \)
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Exercise:
Ein in ruhigem Gewässer schwimmer Holzklotz r mit h Höhe schwinge auf und ab. t nachdem er abwärts durch die Ruhelage gegangen ist beträgt seine Elongation y. Berechne die Amplitude dieser Schwingung.

Solution:
Ein im Wasser schwinger Holzklotz schwingt harmonisch; der Proportionalitätsfaktor zwischen rücktreiber Kraft und Auslenkung ist: K fracmgx sscrhow A g Da wir die Ruhelage x einfach berechnen können x fracrhosscrhowh fracrCrW hC x xCP verwen wir die erste Beziehung für K um die Winkelfrequenz der Schwingung zu berechnen: omega_ sqrtfracKm sqrtfracfracmgxm sqrtfracgx sqrtfracsscrhow grho h wz T T Die Schwingung des Holzklotzes kann nun durch yt -y_ sinomega_ t ausgedrückt werden womit die Amplitude dieser Schwingung y_ -fracy_tsinomega_t' -fracyCsinwz tC yz yzP- beträgt.
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Ein in ruhigem Gewässer schwimmer Holzklotz r mit h Höhe schwinge auf und ab. t nachdem er abwärts durch die Ruhelage gegangen ist beträgt seine Elongation y. Berechne die Amplitude dieser Schwingung.

Solution:
Ein im Wasser schwinger Holzklotz schwingt harmonisch; der Proportionalitätsfaktor zwischen rücktreiber Kraft und Auslenkung ist: K fracmgx sscrhow A g Da wir die Ruhelage x einfach berechnen können x fracrhosscrhowh fracrCrW hC x xCP verwen wir die erste Beziehung für K um die Winkelfrequenz der Schwingung zu berechnen: omega_ sqrtfracKm sqrtfracfracmgxm sqrtfracgx sqrtfracsscrhow grho h wz T T Die Schwingung des Holzklotzes kann nun durch yt -y_ sinomega_ t ausgedrückt werden womit die Amplitude dieser Schwingung y_ -fracy_tsinomega_t' -fracyCsinwz tC yz yzP- beträgt.
Contained in these collections
Attributes & Decorations
Topic
Tags
amplitude, auftriebskraft, harmonisch, harmonische schwingung, holzklotz, physik, schwingung
Difficulty
(3, default)
Points
5 (default)
Language
GER (Deutsch)
Type
Calculative / Quantity
Decoration
Content image

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