Hilfe bei Physikrechnung?

Hey,

ich brauche Hilfe bei der unten stehenden Aufgabe :/ ich weiß die Formel nicht und eben nicht wie man das rechnet... kann man mir bitte helfen? (Das Thema haben wir noch nie gehabt und kam jetz im Homeschooling dran, bin aber kein Physikmeister :c )

Answer 1

[oetschai]

"ich weiß die Formel nicht"

Doch, die "kennst" du bestimmt - halt vermutlich noch nicht in diesem Zusammenhang... Ein "sinusförmiger Wechselstrom" folgt der Funktion f(t)= sin(t), Das "t" kann sowohl die Zeit bedeuten, stattdessen kann aber auch ein Winkel angegeben sein (so wie im Beispiel 390°, 3/2 Pi) oder ein Teil der Periode (T).

Die angegebenen Werte für den Sinus kannst du entweder an der Sinuskurve ablesen oder auch direkt am Einheitskreis (als Winkel des vollen Kreises oder sogar darüber hinaus -> 390°)...

Dazu kommt jetzt natürlich der Faktor, mit dem der Sinus des betreffenden Winkels noch multipliziert werden muss: du hast Uss (Spannung Spitze-Spitze) angegeben mit 10V, also 5V für die obere Halbwelle und -5V für die untere HW.)...

Versuche nun, mit diesem Hintergrund an deine Aufgabe heranzugehen.

Nebenbei bemerkt (hat jetzt nichts mit dir zu tun, sondern mit dem "Schöpfer" dieser Aufgabe): Die Formulierung der Aufgabe ist Blödsinn und eigentlich verwirrend. Begründung: es ist von einem "Wechselstrom" die Rede, aber eine Spannung (Uss) angegeben - das dürfte einem Physiklehrer nicht passieren...

Comments

[Kibadraw]

Ich weiß halt nich, was 3/8T sein soll... ich weiß das wirklich nich! ;/

[BaldDeutscher]

Uss steht für Spitze-Spitze-Spannung. Das ist die doppelte Amplitude, was sollte daran verwirrend sein? ^-^

[oetschai]

@BaldDeutscher

DARAN ist nichts verwirrend, und ICH weiß auch, was damit gemeint ist 8sollte meiner Antwort eigentlich entnehmbar sein... ;-)

"verwirrend" (nicht für mich, wohlgemerkt) ist die Aufgabenstellung, die von einer Spitze-Spitze- Spannung eines Wechselstromes spricht....

Answer 2

[BaldDeutscher]

Ich weiß jetzt nicht, wie weit man ausholen soll, aber hier ein paar wichtige Formeln:

1) Kreisfrequenz:

$\omega\ =\ 2\ \cdot\ \pi\ \cdot\ f\ =\ \frac{2\ \cdot\ \pi}{T}$

2) Sinusförmige Spannung:

$U_a\left(t\right)\ =\ u\ \cdot\ \sin\ \left(\omega\ \cdot\ t\right)$

Hier ist u die Amplitude. Du bekommst die Amplitude, wenn du die Spitze-Spitze-Spannung (Bei dir Uss genannt) durch zwei teilst:

$u\ =\ \frac{U_{SS}}{2}\ =\ 5\ Volt$

$\longleftrightarrow\ U_a\ \left(t\right)\ =\ 5\ \cdot\ \sin\left(\omega\ \cdot\ t\right)\text{ = }$

Einsetzen und fertig ^-^

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung

Comments

[oetschai]

Omega und t sind in diesem Fall absolut nicht brauchbar - die Phasenwinkel sind ja fix vorgegeben in der Aufgabe und können direkt eingesetzt werden.

[Kibadraw]

Ehhh wie krieg ich denn bei der ersten formel f raus? Weil ich hab ja T nicht... (dieses 3/8T is das n bruch oder wie? Ich weiß das nich).

also: U=5•sin(w•t) und das wars? Wie mach ich denn das mit sin? Muss ich da sin und dann die zahl eingeben? Weil das geht doch nich wegen der Klammer oder? :/

[oetschai]

@Kibadraw

Hab ich versucht, dir zu erklären: Du brauchst in dem Beispiel KEINE konkrete Frequenz, sondern nur das Wissen, dass der "Zeiger" des Einheitskreises während einer Periode (T) 360° bzw. 2Pi "überstreicht". Das ist von der Frequenz unabhängig; stimmt für jede Frequenz.

Wenn du eine Umdrehung des Zeigers im Einheitskreis auf die Zeit überträgst, erhältst du das Bild der Sinusschwingung.

Überlege nun (und da brauchst du gar nicht wirklich viel zu rechnen...):

• wie groß ist die Spannung bei 0, Pi, 2Pi
• wie groß ist sie bei Pi/2, 3Pi/2
• Welcher Winkel entspricht 390°
• Welcher Winkel entspricht 1/4 von einer ganzen Periode (2Pi)
• Welcher Winkel entspricht 1/8 von einer ganzen Periode
• Welcher Winkel entspricht 3/8 von einer ganzen Periode
• ...

[Kibadraw]

@oetschai

Ehhh... ich weiß das nicht :/ was ist denn da jetze dieses 3/8T? Ich weiß nich was das sein soll...

[Kibadraw]

@oetschai

Also ich check das tbh alles nicht... ich brauch einfach nur die gelöste aufgabe bitte 🥺

[oetschai]

@Kibadraw

Falscher Ansatz. Die Aufgabe ist dann gelöst, wenn du sie verstanden und bearbeitet hast, also bemühe dich darum.

[Kibadraw]

@oetschai

Ich hab jetz T als 0,375 raus. Hab dann alles gerechnet (w ist ja dann 16,75) und hab für Ua 31,40 raus... is das richtig?

[oetschai]

@Kibadraw

Was hast du da gerechnet?

Noch einmal: du brauchst keine Periodendauer und keine Frequenz berechnen!

3/8 T ist ganz einfach 3/8 von EINER Periodendauer (-> also 3/8 von einem ganzen Kreis) - du erhältst dadurch den Phasenwinkel, den du in die Formel einzusetzen hast.

3/2 Pi, 3/8T und 390° sind alles Winkel, die direkt einzusetzen sind.

Ach ja... Wenn die Maximalspannung +/- 5V beträgt, kann keine höhere Spannung als Ergebnis herauskommen...

[Kibadraw]

@oetschai

Mir schrieb nämlich auf Gutefrage hier, 3/8 sind 0,375 .-.

ich weiß nämlich nich, was 3/8 für ne winkelgröße is. Ich krieg von vielen verschiedene Formeln etc. Vorgeschlagen, ich komme komplett durcheinander :/ ich schick dir mal meine vorgehensweise hierrauf

[Kibadraw]

@oetschai

w=2•pi•f (für f krieg ich 2,6 raus; t is ja bei 3/8 0,375)

dann is bei mir w=16,3

dabei is der Taschenrechner immer auf RAD gestellt.

Ua= u•sin(w•t) (für u hab ich 5V von Uss 10V)

Ua=5•sin(16,3•0,375) und da krieg ich 31,40 raus :/

[oetschai]

@Kibadraw

Ja... du scheinst ziemlich durcheinander zu sein... Vorschlag: ich bin gerade mit Kochen beschäftigt - wenn ich fertig bin (ca. 15min) fangen wir in aller Ruhe noch mal von Vorne an - du packstd das, wirst sehen.

Bis dahin: entspann dich UND vergiss für diese Aufgabe "w=2•pi•f" - das brauchst du bei diesem Beispiel nicht für die Berechnung!

[Kibadraw]

@oetschai

Vielen Dank! Ja koch erstmal in Ruhe, ich warte dann auf dich :D

[oetschai]

@Kibadraw

So - bin wieder da...

$U_a\left(t\right)\ =\ u\ \cdot\ \sin\ \left(\omega\ \cdot\ t\right)$

gilt natürlich - bin gerade draufgekommen, dass meine Einleitung oben auch nicht ganz richtig war...

w * t ist also ein WINKEL (in dem Fall "Phasenwinkel" genannt) - und diese Winkel sind angegeben: 3/2 Pi (RAD), 390° (DEG), 3/8 T (also 3/8 von 2Pi (RAD) bzw. 3/8 von 360° (DEG)

Diese Winkel setzt du nun ein statt w * t... und multiplizierst mit 5V.

Übrigens... "Ua=5•sin(16,3•0,375) und da krieg ich 31,40 raus" - der Sinus eines beliebigen Winkels kann niemals größer werden als "1".

[Kibadraw]

@oetschai

Uff wie krieg ich denn diese Winkel raus, weil tbh dieses 3/2pi und 3/8T sehen für mich aus wie Brüche und Bruchrechnen kann ich absolut nicht ._.
weil ich kann ja im rechner nich / eingeben... ich brauch ja ganze zahlen und ich weiß nicht wie ich das umrechnen soll, is schwer zu erklären ;-;

[oetschai]

@Kibadraw

" 3/8 sind 0,375 .-."

...Ahhh, daher weht der Wind.... hab ich leider jetzt erst gesehen...

Nein, 3/8 ist nicht die Frequenz! Es ist ja auch keine Periodendauer T angegeben - Nimm einfach nur 3/8 von einer Periode (eine ganze Umdrehung, 360°, 2Pi - wieauchimmer) ...

[oetschai]

@Kibadraw

Natürlich kannst du im Rechner "/" eingeben - nur heißt es dort: ":", also ganz einfach GETEILT durch - ist ja nichts Anderes.

[Kibadraw]

@oetschai

Okay also:

Ua=5•sin(390•3:8) ? Idk wie lang ne Periode is :/

[Kibadraw]

@oetschai

Ich versteh nicht wie ich das rechnen soll, wie soll ich denn 3/8 (drei achtel) von 360 abziehen? Idk

[Kibadraw]

@oetschai

Also 360•3:8 sind bei mir 135

[oetschai]

@Kibadraw

...wieso abziehen? Du hast es doch schon fast richtig angeschrieben:

Ua=5•sin(390•3:8) -> und natürlich nicht 390° (das ist 'Aufgabe c)) sondern

Ua=5•sin(360°•3:8) -> Rechner auf DEG umstellen, ausrechnen, fertig.

[oetschai]

@Kibadraw

Bei mir auch... RICHTIG! :-)

[Kibadraw]

@oetschai

Ich komme da auf 675 ? :/

[Kibadraw]

@oetschai

Ach kacke ich bin verwirrt. Hab halt vorhin nur 360•3:8 gerechnet, da kam 135 raus. Jetz hab ich das nach der Formel gemacht also =5•sin(360•3:8) und komme auf 675 ;-;

[oetschai]

@Kibadraw

...du hast auch nicht 5* sin(135°) berechnet, sondern 5*135...

[Kibadraw]

@oetschai

ich hab auf meinen rechner die sin taste gedrückt und dann die klammer hinterher gemacht und dann die zahl ;-;

es tut mir voll leid, dass ich mich so dämlich anstelle, ich fühl mich halt nur wie mitn Brett vorm Kopf, da ich dieses Thema noch nie hatte :c

[Kibadraw]

@oetschai

Ok habe grad =5•sin(135•3:8) gerechnet und komme auf 253... ich glaube ich verheddere mich zu sehr

[oetschai]

@Kibadraw

Schritt für Schritt: was bekommst du für sin(135°)?

[Kibadraw]

@oetschai

5•sin(135•3:8) sind bei mir 253 (mein taschenrechner warf mir erst 50,6 vor als ich noch nicht = drückte)

[oetschai]

@Kibadraw

??? Das kann nicht sein - hast du vielleicht noch irgendwelche Daten in deinem Taschenrechnerspeicher herumlagern...? Setz das Ding doch mal total zurück... Nochmal: es KANN kein höherer WERT als 5V herauskommen, das geht schon mal nicht wegen der Sinusfunktion. - drandenken: auf DEG einstellen!

[oetschai]

@Kibadraw

"ich hab auf meinen rechner die sin taste gedrückt und dann die klammer hinterher gemacht und dann die zahl"

dann mach mal umgekehrt: tippe 135 und dann sin -> da sollte 0,707106781 herauskommen...

[Kibadraw]

@oetschai

Ok habe ich, jetzt spuckt es mir 3,86 raus. Nutze Taschenrechner app, da mein eigentlicher nicht mehr angeht seit wochen ;-;

[Kibadraw]

@oetschai

Habe nur 5•(130sin drin und als ich weiter tippen wollte, sah ich, dass da auch diese zahl 0,7071067812 raus kommt

[oetschai]

@Kibadraw

Dann rechnet diese App offenbar anders, als du es von deinem Rechner gewohnt bist - da liegt also der Hase im Pfeffer...

Es stimmt aber immer noch nicht ganz: 3,86 - und gewöhne dir in deinem Interesse an, IMMER die Einheit dazu zu schreiben - also 3,86V ist zwar schon viel näher am richtigen Ergebnis... aber noch nicht ganz. Ich tippe aber auf einen Tippfehler...

Gib Schritt für Schritt ein: 135sin - Enter (falls notwendig)

Dieses Teilergebnis MAL 5 - Enter ...

[Kibadraw]

@oetschai

ohne enter: 135sin = 0,7071067812 • 5 = 3,53V

mit enter: 135sin = passiert nix, kriege keine Zahl raus es bleibt da auf dieser 0,707 etc.

[oetschai]

@Kibadraw

Puhh... schwere Geburt... aber das "Kind" ist gesund... ;-)

Du solltest dich dringend mit deiner TR-App vertraut machen (und eventuell mit anderen Taschenrechnern...). Es ist nun mal so, dass jeder TR ein wenig anders zu handhaben ist (v.A., was die Reihenfolge des Eingebens betrifft - wenn dir das bei einem Test oder Schularbeit passiert, bist du schön aufgeschmissen...

Desweiteren solltest du Bruchrechnen üben, bis du es "im kleinen Finger" hast. Bruchrechnen gehört zum Grundwerkzeug der Mathematik wie die Grundrechnungsarten...

...oder die Sinusfunktion (und überhaupt die Winkelfunktionen im rechtwinkeligen Dreieck). Mein Rat - wenn du das noch nicht getan hast, dann setze dich intensiv mit dem "Einheitskreis" auseinander; versuch den zu verstehen (dann verstehst du auch das Prinzip aller Winkelfunktionen und du musst nicht ständig jemanden fragen, wie denn das jetzt geht.

Ich beglückwünsche dich nochmal zum richtigen Ergebnis, und vor Allem zu deiner Geduld... Schnauf jetzt erst mal durch, wenn du Gelegenheit dazu hast... ;-)

[Kibadraw]

@oetschai

Vielen Dank :D also wie müsst ich das da jetz als Formel angebenund einsetzen? Der Lehrer will ja den Rechenweg (tbh ich hab die formel aus den Augen verloren).

und wie verhält sich das dann mit den 3/2pi und den 390grad? Oder is das damit schon alles drin was wir jetzt gemacht haben?

[Kibadraw]

@oetschai

Also müsst ich jetz:

Ua= u•wsin•3:8 rechnen?

[oetschai]

@Kibadraw

Die Rechnung für den Lehrer schreibst du natürlich so an, wie es die Formel vorgibt (s. weiter oben)

(3/2)*Pi kannst du direkt eingeben, wenn der TR auf RAD gestellt ist - möglicherweise bist du ob des Ergebnisses verblüfft...

390° kannst du direkt eingeben, wenn der TR auf DEG gestellt ist

[Kibadraw]

@oetschai

Also wär das dann:

Ua= 5•135sin•t (wobei ich nich weiß was t is)

[oetschai]

@Kibadraw

Nein - nicht das, was du in den Rechner tippst! Schreib:

$U_a\left(t\right)\ =\ u\ \cdot\ \sin\ \left(\omega\ \cdot\ t\right)$

Die Winkel, mit denen du rechnest, sind bereits das Produkt aus w * t

1) w*t = 3/2 Pi

2) w*t = 3/8 T

3) w*t = 390°

Ich habe jetzt bewusst auf Indizes bei w und t verzichtwet, wel es sich um 3 verschiedene Aufgaben handelt.

Ich denke, du kriegst das jetzt hin - ich bin erst wieder morgen erreichbar... alles Gute!

[Kibadraw]

@oetschai

Also:

Ua=u•sin(w•t)

Ua=5•135sin•t (wie krieg ich t raus, bzw welche zahl is das?)

und wie mach ich das jetz mit 3/2pi und 390 grad? Weil ich brauch doch dann wieder was für w und t? Du sagst halt "ja einfach einsetzen", nur ich schnall das iwie nich ^^" (bei 3/2•pi kam jetz 4,712 raus)

uff würd dir halt gern n bild meiner rechnung schicken, aber keine ahnung wie ;-;

[oetschai]

@Kibadraw

JA - davon jetzt den Sinus (4,712sin TR auf RAD!) und dann wieder MAL 5.

[Kibadraw]

@oetschai

Ja jetz kommt da 23,5 raus ;-;

also: =5•23,5sin•3:2 ???

[oetschai]

@Kibadraw

nein: (3/2 *Pi)sin MAL 5

[Kibadraw]

@oetschai

Ich krieg da -5 jetz raus

[Kibadraw]

@oetschai

Ok jetz hab ich 1,99V raus

[oetschai]

@Kibadraw

-5 V bei 2) ist richtig!

aber wie kommst du auf 1,99V?

[Kibadraw]

@oetschai

Ich weiß das selber nicht, für mich sah -5 nich richtig aus und habs iwie anders gerechnet ;-;

wie mach ich das bei 390grad? Weil da kommt bei 5•390sin nämlich 0,5V raus... is das richtig?

[oetschai]

@Kibadraw

nahe dran... (die 0,5 ist der Sinuswert von 390° (390° entspricht 30°) Beachte die Eingabereihenfolge bei deiner App!

sin390° MAL 5 =

[Kibadraw]

@oetschai

0,5sin•5= 2,39V is das richtig? (Anders rum mit sin0,5•5 da "löscht" es mir sin raus und ich krieg da 2,5V raus).

[oetschai]

@Kibadraw

0,5 IST schon der Sinus(390°) -> 2,5V ist richtig.

[Kibadraw]

@oetschai

Ay achso! Danke! Ich versuch das jetz ma in Verständlicher Form aufzuschreiben, hoffe ich krieg das richtig hin