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Hilfe: Mechanik: Masse-Feder System

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Kauz
Beigetreten: 01.09.2008
PokerStrategist

Hallo,

meine Frage ist, wenn ich die Differentialgleichung aufstellen will, wie komme ich da auf das richtig Ergebnis?

Wenn ich die Gleichung nämlich aufstellen würde, würde ich das so machen:

1. Teil:
x1(t) zeigt in Kraftrichtung, also

x1''(t)*m1 positiv

2. Teil:
Da x1(t) in Kraftrichtung zeigt, zeigen die Federkräfte in Feder 1 und 2 entgegen der Kraftrichtung, also
-x1(t)*(k1+k2) negativ
(Wenn ich die Feder1 nach rechts auseinanderziehe, dann zieht die Federkraft nach links. Wenn ich Feder 2 nach rechts zusammendrücke, dann drückt die Federkraft nach links)

3. Teil:
Wenn sich m2 nach rechts bewegt und m1 ruhig bleibt, dann wird die Feder2 gedehnt. Folglich will sie sich wieder zusammen ziehen und die Federkraft in Feder2 wirkt somit in Kraftrichtung von Kraft1, da sie die Masse 1 sozusagen nach rechts zieht.
D.h. +x2(t)*k2

(Ich könnte aber auch einfach sagen, wenn sich m2 nach rechts bewegt, wirkt die Federkraft in Feder 2 entgegen der Kraftrichtung und hätte somit ein negatives Vorzeichen in der D.G.. Aber die obige Begründung macht doch mehr Sinn, denn immerhin wird bei der Bewegung von m2 nach rechts, die Masse 1 nach rechts gezogen)

Mein Problem:
Jetzt habe ich die DG so aufgestellt, wie ich es für richtig halte, allerdings zwei Vorzeichen falsch.. Irgendwo muss ich einen gravierenden Denkfehler haben. Bitte klärt mich auf! Und vielleicht könnt ihr ja noch so nett sein und sagen, wie man eine Differentialgleichung von der Herangehensweise richtig aufstellt.

Vielen Dank!!


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2 Antworten
dude1990
Beigetreten: 24.06.2008
Oldschool Grinder

da hast du schon recht aber du schreibst ja die kräftebilanz immer in der form
mx_2punkt = summe(kräfte)
dann müsste sich ja dein vorzeichen rausheben und deine Lösung stimmen.


Antwort
Zitat
Widukind777
Beigetreten: 16.04.2012
PokerStrategist

Ist schon ne Weile her bei mir...

Ich mach das so, dass ich das Kräftegleichgewicht aufstelle wie in der Statik und den Trägheitsteil (mx'') entgegen der Laufrichtung zufüge und auf der rechten Seite bleibt =0 stehen.

Laufkoordinate zeigt nach rechts bei beiden, F1 und F2 zeigen in richtung der Laufkoordinaten also sind die schonmal "+". Der Trägheitsanteil wirkt IMMER entgegen der Laufkoordinate. (ich nenn es jetzt mal Träagheitsanteil der Fachbegriff dafür war iwie anders ist mir aber entfallen) -> also vor mx'' kommt ein "-"

Der Rest mit den Federn ... einfach ausführlich für jede Feder und jede relative Verschiebung einzeln aufschreiben und dann zusammenfassen.

+F1 - mx1'' - k1x1 - x1k2 + x2k2 = 0
F1 -m1x1'' - (k1+k2)x1 + x2k2 = 0
m1x1'' + (k1+k2)x1 - k2x2 = F1 (I)

+F2 - m2x2'' - k3x2 - k2x2 +k2x1 =0
...
m2x2'' + (k2+k3)x2 - k2x1 = F2 (II)

Also d) müsste die Lsg sein, stimmt das wenigstens, oder erzähl ich hier quatsch ?


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