Gegeben ist das dargestellte System bestehend aus einem starren Stab (Masse , Länge , welcher sich an der Wand über zwei Federn mit den Federsteifigkeiten und abstützt, und eine Walze (Masse , Radius ), die mit dem starren Stab durch eine weitere Feder mit der Steifigkeit verbunden ist. Die Federverlängerung ist nur in horizontaler Richtung zu berücksichtigen. Bestimmen Sie unter Verwendung der Koordinaten und :

1. die potentielle Energie,
2. die kinetische Energie,
3. die Bewegungsgleichungen für große Auslenkungen,
4. die linearisierten Bewegungsgleichungen des Systems

Gegeben:

a) Potentielle Energie