Oszillationen eines Masse-Feder SystemsEine Kugel der Masse kg und des Radiuses cm wird an eine lineare Feder angebracht und oszilliert mit der Bewegung $x(t) = A\cos (\omega t)$. Dabei sei $A$ die Amplitude der Bewegung und $\omega$ die Winkelfrequenz. Die auf die Kugel wirkende Kraft ist $F=-kx$ [N], wobei $k$ die Federkonstante und $x$ der Abstand von der Gleichgewichtslage ist. Wenn die Kugel sich durch die Gleichgewichtslage an $x=0$ bewegt, dann hat sie die Geschwindigkeit cm/s. Sobald sich die Kugel jenseits der Gleichgewichtslage befindet, wird sie langsamer und stoppt schließlich, bevor sie ihre Richtung umgekehrt und zur Gleichgewichtslage zurückstrebt. Die Kugel habe bei dem Abstand cm zur Gleichgewichtslage die Geschwindigkeit Null. Wie groß ist die Federkonstante und wie groß ist die Oszillationsfrequenz in Zyklen pro Sekunde? Vernachlässigen Sie Reibung. |