Schwingung (dünner Stab mit großen Ausschlägen)

Stabpendel Aufgabe: Ein dünner Stab der Länge l mit konstantem Querschnitt ist an einem Ende reibungsfrei gelagert. Er wird aus der vertikalen Lage um den Winkel φ0 ausgelenkt und ohne Anfangsgeschwindigkeit freigegeben (Luftwiderstand kann vernachlässigt werden).

Gegeben:  l = 1 m ;  Erdbeschleunigung g = 9,81 m/s2 ,  φ0 = 3π/4.

Es sind die Bewegungsgesetze φ(t) und ω(t) für die ersten 10 Sekunden der Bewegung zu ermitteln.

Im Kapitel "Kinetik starrer Körper" des Lehrbuchs "Dankert/Dankert: Technische Mechanik" wird das Anfangswertproblem für diese Aufgabe hergeleitet:

Anfangswertproblem 2. Ordnung

Die nachfolgenden Links führen zur Demonstration der Lösung dieses Anfangswertproblems mit dem Programm "Anfangswertproblem" (zu finden unter "TM-interaktiv") bzw. einem Matlab-Script.

  Lösung mit MATLAB