Dynamik Ibb RWTH Klausur H2024 A5 exakte Lösung Teil3

Z ist jetzt größer als zst = 4,905cm = m1 g/k und damit ist das Seil schlaff, die Kreisscheibe dreht sich mit der konstanten Winkelgeschwindigkeit omega2 = 2 v2/r = 3,7581/s weiter, die Masse m1 wird von ihrer Maximalgeschwindigkeit v2= 2,81855 m/s auf Null abgebremst, wobei sich z von zst auf 24,835 cm vergrößert. Der Aufgabenteil lässt sich mit dem Energieerhaltungssatz lösen, wobei die Gesamtenergie m1 g (h+z) in die kinetische Energie der Kreisscheibe m2 v2^2 und die Spannarbei der Feder 1/2 k z^2 aufgeteilt wird, es entsteht eine quadratische Gleichung in z, die mit der abc-Formel aufgelöst wird. Alternativ stellt der Schwerpunktsatz eine neue DGL für eine Schwingung auf, die mit den Anfangsbedingungen z= Zst und Anfangsgeschwindigkeit v2 gelöst werden kann, es ergibt sich ein Zeitintervall t3 = 0,11107 s für den dritten Teil. Bei dieser Rechnung braucht die Kreisscheibe nicht berücksichtigt zu werden, da S= 0, und wenn die Geschwindigkeit z°=0 ist, ist der Vorgang beendet, 24,835cm für z liefern. Beim Institut wird durch das Seil offensichtlich eine Druckkraft übertragen, die die Kreisscheibe zur Ruhe bringt, dies widerspricht der Definition eines Seiles, dass nur Zug- aber keine Druckkräfte übertragen kann. Natürlich erhält das Institut damit ein viel zu großes Ergebnis, da fälschlicherweise auch die Rotationsenergie der Kreisscheibe in Spannenergie der Feder umgewandelt wird.