27 / 38

Aufgabenstellung:

AbbildungEin starrer Stab der Masse mit der Länge ist einseitig gelenkig gelagert und wird durch eine Feder im Abstand vom gelenkig gelagerten Stabende in der Horizontalen gehalten. Im Abstand a ist an einer zweiten Feder eine Masse elastisch angehängt. Der Stab wird an seinem freien Ende durch eine harmonische Kraft angeregt.

  1. Stellen Sie die Bewegungsgleichungen unter der Voraussetzung kleiner Winkeländerungen des Stabes bezüglich der dargestellten generalisierten Koordinaten und auf.
  2. Welche Bedingung muss erfüllt sein, damit die Auslenkungen des Stabes minimal werden (optimale Tilgung von ?

Gegeben:

Lösungsweg:

Drücke auf "Aufdecken" um dir den ersten Schritt der Lösung anzuzeigen

a) Bewegungsgleichungen bei kleiner Winkeländerung

Ersatzmodell und Kinematik:

Abbildung

Aufstellen der Bewegungsgleichung:

In Matrixform:

b) Tilgung:

Berechnen der Inversen nach Cramer

aus dem ersten Ausdruck folgt:

Tilgung erfolgt bei:

Hinweis: Die Lösung ist unabhängig von a)

Lösung: