Hallo Zusammen!

Wie viele von euch, bin auch ich bzw. genauer gesagt meine Uni durch Corona in einer ungewöhnlichen Situation. Aufgrund der Pandemie gibt es bei uns zurzeit nur sehr wenige Vorlesungen, sodass es schwierig ist, fragen bezgl. des Stoffes zu stellen.

Nun haben wir jedoch anstatt des üblichen Übungstests eine Hausübung aufbekommen. Leider bin ich davon regelrecht überfordert und bitte euch, mir etwas dabei zu helfen!

Zur Angabe:

Wir haben einen Rütteltisch gegeben, der aus einer kreisförmigen Scheibe mit Radius R und Masse m_1 besteht. An der Unterseite der Scheibe ist ein schlanker starrer Stab mit Masse m_2 befestigt, der sich vertikal reibungsfrei bewegen und um seine eigene Achse drehen kann (der Stab ist zusätzlich mittels einer Feder elastisch mit der Umgebung verbunden (Federsteifigkeit c_1, ungedehnte Länge l_1) . Zusätzlich ist eine "Aushebung" an der Scheibe. (die Aushebung hat die Masse m_3 und in der Aushebung befindet sich eine Kugel der Masse m, die in der Aushebung geführt ist und sich reibungsfrei bewegen kann. Die Masse m ist zusätlich mit einer Feder und einem Dämpfer mit der Scheibe verbunden (Federkonstante c, ungedehnte Länge l_0 und Dämpferkonstante k).

Gesucht ist nun:

1) die Anzahl der Freiheitsgrade:
Ich denke es müssten 3 FHG sein, da

eine vertikale Bewegung des gesamten Rütteltisches
eine Drehung des gesamten Rütteltisches
sowie eine Bewegung der Masse m in der Aushebung

möglich ist.

2) Die Ermittlung der Bewegungsgleichung mittels:

Impuls- und Drehimpulssatz
d'Alembert'sches Prinzip
Leistungssatz

Hier habe ich die größten Probleme und bitte euch um einen Lösungsansatz bzw. Tipps, wie man das ganze angehen/lösen kann. Falls ihr Tipps für passende Bücher zu dem Thema habt wären die natürlich auch Willkommen!

3) Sollte man ggf. Unterschiede der Ergebnisse diskutieren.
4) Die Bewegungsgleichungen um einen stationären Zustand mit konst. Winkelgeschw. der Scheibe linearisieren und den dafür notwendigen Moment M_0(t) angeben.

Skizze:
Ich habe auch eine Skizze des "Problems" angefertigt. Falls alles klappt sollte die hier mit hochgeladen werden.

Dies ist mein erster Beitrag in diesem Forum! Ich "oute" mich, bisher immer nur als stiller Mitleser dabei gewesen zu sein und würde mich freuen, wenn ich hier auf meine Frage so gute Antworten, wie man es sonst in dem Forum findet bekomme.
Ich hoffe, dass die formulierung nicht all zu kompliziert ist, leider bin ich jedoch selbst stark überfordert von der Aufgabe, da wir bisher nur 2 dimensionale Probleme mit 1- 2 Freiheitsgraden hatten, sodass ich auf eure Hilfe angewiesen bin.

Mfg. Swordsoldier

Leider checke ich nicht wie ich hier eine Skizze hochladen kann, habe aber bereits eine Skizze im Techniker Forum hochgeladen. Link dazu (? nach https:// entfernen): https://?www.techniker-forum.de/thema/ich-braeuchte-hilfe-bei-meiner-tech-mech-hausuebung-thema-dynamik.120377/