Physik : Pendelbewegung

Ich muss folgende Physik-Aufgabe lösen und komme nicht zu einem Ansatz:

Ein Wagen fährt elektrisch betrieben auf Schienen. Die Geschwindikgeit hängt direkt proportional von einer Spannung -10 (linkslauf) bis 10V (rechtslauf) ab, mit der der Wagen betrieben wird. An dem Wagen hängt ein Faden mit der Länge l und an dem Faden ist am unteren Ende ein kugelförmiges Gewicht mit der Masse m. Gesucht ist die Gleichung, die den Winkelausschlag des Fadens beschreibt. Weiterhin soll zu einem vorgebbaren Spannungsprofil (Wagen) der Ausschlag des Pendels berechnet und gezeichnet werden.

Wie geh ich da ran?

scrub

mit ner skizze.

Gregor

Ist das die gesamte Aufgabe oder eine Kurzfassung davon. Kommt mir ehrlich gesagt etwas komisch vor. Warum wird da überhaupt ne Spannung erwähnt, wenn man da auch gleich von der Geschwindigkeit reden könnte. Was für eine Bewegung macht denn der Wagen eigentlich? fährt der gleichförmig oder ist der irgendwie beschleunigt oder so?

...und in welchem "Niveau-Bereich" befinden wir uns hier eigentlich? Wenn du sagen würdest, in welcher Art Veranstaltung dir diese Aufgabe gestellt wurde, kann man darauf schließen, mit welchen Mitteln sie gelöst werden sollte, bzw. welcher Ansatz hier angesagt ist.

Gregor schrieb:

...und in welchem "Niveau-Bereich" befinden wir uns hier eigentlich? Wenn du sagen würdest, in welcher Art Veranstaltung dir diese Aufgabe gestellt wurde, kann man darauf schließen, mit welchen Mitteln sie gelöst werden sollte, bzw. welcher Ansatz hier angesagt ist.

Hallo, das ist für ein Physik-Praktikum an der FH, Technische Informatik, 2tes Semester. Es soll ein Programm geschrieben werden, welches das oben beschriebene Modell simuliert. Danach soll der Vergleich reale Anlage-Simulation durchgeführt werden. Die Spannung ist eben nur ein einfacher Umrechnungsfaktor, der intern berücksichtigt werden muss. Ich brauche im Prinzip nur die Differentialgleichung für den Ausschlag. Dürfte eigentlich über die Kräftebilanz zum Ziel führen, aber ich komm nciht so recht weiter damit.

C14

Wenn du dein Bezugssystem (Wagen) beschleunigst,
gibts ne Kraft auf die Masse m $F_a=m*\dot{v}$ in horizontale Richtung, wobei v eben die Geschwindigkeit deines Wagens is.
Außerdem wirkt auf die Pendelmasse die gewohnte Schwerkraft $F_g=m*g$ nach unten.
Jetzt musst du die nur in Fadenspannkraft und Kraft senkrecht dazu aufteilen und addieren.
Die resultierende Kraft ist dann $F = (m g \sin \phi + m \dot{v} \cos \phi) \hat{e_\phi}$ in Polarkoordinaten
Die is nach Newton aber gleich m \ddot{\vec{r}} = m ((\ddot{r}-r\dot{\phi}^2)\hat{e\_r}+ ( 2\dot{r}\dot{\phi} + r\ddot{\phi})\hat{e\_\phi)
in Polarkoordinaten.
Da r(=l) aber konstant ist und die Kraft nur in ê_phi-Richtung zeigt, gilt:

$g \sin \phi + \dot{v} \cos \phi = l \ddot{\phi}$

Alles ohne Gewähr!

@C14

Jo, kann ich nachvollziehen. Ich Depp Darauf hätte ich wirklich selber kommen müssen