Physik

mechanische schwingungen und wellen

schwingungen

Schwingungen sind zeitlich periodische Umwandlung verschiedener
Energieformen ineinander.

Charakteristisch für jedes schwingungsfähige System:
 • rücktreibende Komponente (Feder) +
 • träge Komponente (Masse)

Ohne Dämpfung schwingt das System (der Oszillator) mit der typischen Eigenfrequenz ω
für alle Zeiten.

Harmonische Schwingungen:
alt

KEIN Einfluss der Gravitationskraft-->Frequenz ω=√D/m wird nicht beeinflusst

Energieerhaltung:
EGes(t)= Ekin(t) + Epot(t) = 1/2mvt2 + 1/2Dxt2 = 1/2Dx02

Anwendung:
  Body Mass Measurement Device (Astronautengewicht)
   --> • Oszillierender Stuhl mit Feder
        • Gesamtmasse = Masse Stuhl + Masse Astronaut
        • Messung der Kreisfrequenz ω=√D/mGes

Fadenpendel:
• die Schwingung ist nur für kleine Ausschläge (θ < 15°) harmonisch!
• die Schwingungsperiode ist unabhängig von der Masse (und von der Amplitude)

  
ω=√g/L   (L= Fadenlänge)

Gedämpfte Schwingungen:
alt
Beachte Fallunterscheidung (kein platz mehr aus der Karte; 5.1 (12))

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