Übungen zur Physik für Chemiker I

R. Mitdank; M. Gensler; S. Buchholz

Aufgaben zur 10. Übung am 10.01.12

 

Kinematik und Dynamik -  Schwingungen II

 

37.       Eine ebene Plattform schwingt horizontal in harmonischer Bewegung mit einer Schwingungsdauer von 0,8 s.
a) Ein Kasten auf der Plattform beginnt zu gleiten, wenn die Schwingungsamplitude
40 cm erreicht. Wie groß ist der Haftreibungskoeffizient zwischen Kasten und Plattform?
b) Wie groß ist die maximale Schwingungsamplitude, bevor der Kasten gleitet, wenn der Haftreibungskoeffizient zwischen Kasten und Plattform 0,40 beträgt?

 

 

38.       Ein 2 kg schwerer Gegenstand schwingt mit einer Anfangsamplitude von 3 cm an einer Feder mit der Federkonstante kF = 400 N/m. Ermitteln Sie
a) die Schwingungsdauer und
b) die gesamte Anfangsenergie dieses Oszillators.
c) Bestimmen Sie die Dämpfungskonstante r, das logarithmische Dekrement δ und den Gütefaktor Q = ω0τ ( τ = 2/δ ), wenn die Energie um 1% pro Periode abnimmt.

 

 

39.       Kohlendioxid ist ein lineares Molekül, wobei die Bindungen zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff wie elastische Federn wirken. Eine Möglichkeit, wie die Sauerstoffatome in diesem Molekül schwingen können, ist folgende:
Die Sauerstoffatome schwingen symmetrisch nach innen und außen, während das zentrale Kohlenstoffatom in Ruhe verharrt. Folglich verhält sich jedes Sauerstoffatom wie ein harmonischer Oszillator mit einer Masse, die der Masse eines Sauerstoffatoms entspricht.
Welchen Betrag hat die Federkonstante der C – O – Bindung, wenn die Frequenz der Schwingung f = 2,83.1013 Hz beträgt?

 

 

40.       Am Ende einer Blattfeder eines Zungenfrequenzmessers befindet sich ein Körper der Masse m = 50g. Das System hat die Eigen(kreis)frequenz  w0 = 10s-1 und die Abklingkonstante d = 2,0 s-1. Auf den Körper wirkt die periodische Kraft F = Fm cos wt ( Fm = 0,10 N).

Man berechne die Resonanzkreisfrequenz wR.