Fysik

Harmonisk svingning

01. november 2013 af Linnese (Slettet)

Jeg har fået en opgave, som jeg har siddet med i en times tid, og jeg er ikke helt sikker på, at jeg har fortået, hvordan den skal regnes. 

Men aller først, jeg har lavet et forsøg, hvor et lod hænger i en fjeder, fjederen sættes i bevægelse ved at trække loddet en smule ned, så fjederen svinger op og ned. Under lodder er en ultralydscensor koblet til en computer, ultralydscensoren udsender regelmæssigt ultralydpulser, og disse pulser bliver reflekteret fra loddet, og vha. af et program på en computer bliver afstanden til loddet beregnet til et stort antal tider med lille tidsinterval. Med programmet måles en række sammenhørende værdier af tid1 og sted, tid2 og hastighed samt tid3 og acceleration, så vi kan tegne nogle grafer for hhv. position som funktion af tid, hastighed som funktion af tid og acceleration som funktion af tid. Skitse af opstillingen:

Opgaven lyder så:
Find ved omhyggelig analyse af de indsamlede data nulpunktet for loddets svingning, og beregn loddets udsving fra nulpunktet og hastighed til alle de registrerede tidspunkter.

Er der nogen, som kan give lidt vejledning mht. hvordan denne opgave skal regnes? (Jeg har vedhæftet et billede af graferne)

Vedhæftet fil: Unavngivet.png

Brugbart svar (1)

Svar #1
01. november 2013 af peter lind

Nulpunktet er D i din regressionsanalyse

Største udsving er A

Hastighed er ds/dt; men jeg kunne tænke mig at du også skal sammenligne med hastighedskurven. Find tiderne for den er i nulpunktet og maksimal udsving og slå så hastigheden op i hastighedskurven


Brugbart svar (1)

Svar #2
01. november 2013 af mathon

generelt
                         s(x) = A• sin(b·t + c) + d

                         v(t) = ds/dt =  b•A•cos(b·t + c)


Svar #3
01. november 2013 af Linnese (Slettet)

Hvorfor er nulpunktet D i regressionsanalysen? Jeg er ikke helt med på, hvad der menes med 'nulpunktet for loddets svingning', hvad betyder dette? 

Så udsvinget fra loddets nulpunkt er amplituden?

Det med hastighedsfunktionen forstod jeg godt, mange tak #1 og #2!


Brugbart svar (1)

Svar #4
02. november 2013 af mathon

udsvinget bestemmes af     A• sin(b·t + c)
når udssvinget er lig med nul haves ligevægtsstillingen

                s(t) = 0 + d

               


Svar #5
02. november 2013 af Linnese (Slettet)

Dvs. at udsvinget for loddets nulpunkt er ligevægtsstillingen? 

Som sagt bliver udsvinget bestemt af A• sin(b·t + c), hvad kalder man c? og hvilken enhed har den? Når jeg laver en sinusregression får jeg et udtryk på formen A• sin(b·t + c)+d, men jeg kigger i min bog, står der at udsvinget som funktion af tiden beskrives ved: A•sin(ω·t), hvor ω er vinkelfrekvensen, og den må svare til b i udtrykket 

A• sin(b·t + c).


Brugbart svar (0)

Svar #6
02. november 2013 af mathon

     c er begyndelsesfasen og er ubenævnt (et antal radianer)

     b = ω målt i s-1  (Hz)

    A er amplituden  målt i meter (eller anden længdeenhed)


Svar #7
02. november 2013 af Linnese (Slettet)

Mange tak!

Jeg har bestemt nulpunktet for loddets svingning til 0,3061m, som er den givne d-værdi fra regressionen.

Men hvordan skal jeg beregne loddets udsving fra nulpunktet?


Svar #8
02. november 2013 af Linnese (Slettet)

Jeg ved godt, at loddets udsving fra nulpunktet er amplituden, men der står at den skal beregnes, hvordan gør jeg det?


Svar #9
02. november 2013 af Linnese (Slettet)

loddets udsving fra nulpunktet er da ikke amplituden? Der står jo ikke beregn loddets største udsving fra nulpunktet, men beregn loddets udsving fra nulpunktet. Det er altså ikke ensbetydende med amplituden!


Brugbart svar (0)

Svar #10
02. november 2013 af peter lind

Loddets udsving fra nulpunktet er afhængig af tiden. Det har du beregnet ved brug af regressionsanalyse. Hvis det er det største udsving har du også beregnet dette ved regressionsanalysen


Svar #11
02. november 2013 af Linnese (Slettet)

Jeg ved ikke om jeg er helt med, jeg har lavet en sinusregression på de indsamlede data:

Her bestemmes nulpunktet for loddets svingning til D=0,3062m. Og så har jeg fået at vide fra min lærer, at jeg skal trække de 0,3062m fra de målte positions værdier:

Hvordan beregner jeg loddets udsving fra nulpunktet ud fra dette?


Brugbart svar (0)

Svar #12
02. november 2013 af peter lind

Det ændrer ikke på det foregående. Det maksimale udsving er stadig A. Den givne kurve angiver stadig udsvinget som funktion af tiden


Brugbart svar (0)

Svar #13
02. november 2013 af mathon

udsving fra ligevægtsstilling,
dvs hvor den resulterende kraft er 0

                                                                   s(t) - d = A• sin(b·t + c)


Svar #14
02. november 2013 af Linnese (Slettet)

Ja, jeg kan godt se, at amplituden forbliver uændret, men det er stadigvæk ikke den, som jeg skal beregne. Jeg skal beregne loddets udsving fra nulpunktet, hvordan gør jeg det? Skal jeg indsætte tilfældige tider ind i den givne forskrift og beregne tilfældige udsving?


Brugbart svar (0)

Svar #15
02. november 2013 af peter lind

Du skal angive den fremkomne funktion


Svar #16
02. november 2013 af Linnese (Slettet)

Mange tak, så får jeg følgende:

s(t)=A·sin(b·t+c)+d⇔

s(t)-d=A·sin(b·t+c)

Når jeg så skal beregne hastigheden til alle de registrerede tidspunkter, hvilken en af de to ovenstående skal jeg så differentiere for at få hastighedsfunktionen? Er det:
v(t)=s'(t)

eller

v(t)=(s(t)-d)'


Brugbart svar (0)

Svar #17
02. november 2013 af mathon

Begge differentieres til det samme, da d er en konstant:
 
                


Brugbart svar (0)

Svar #18
02. november 2013 af mathon

           v(t) = ds/dt =  b•A•cos(b·t + c)


Svar #19
02. november 2013 af Linnese (Slettet)

Ja, det lagde jeg godt mærke til, det er bare mere, hvad der er mest korrekt at gøre, da spørgsmålet lyder: beregn loddets udsving fra nulpunktet og hastighed til alle de registrerede tidspunkter. Det var mere om dette henviste til 

s(t)=A·sin(b·t+c)+d

eller

s(t)-d=A·sin(b·t+c) ?


Brugbart svar (1)

Svar #20
02. november 2013 af peter lind

Den sidste


Forrige 1 2 Næste

Der er 38 svar til dette spørgsmål. Der vises 20 svar per side. Spørgsmålet kan besvares på den sidste side. Klik her for at gå til den sidste side.