6. Schwingungen allgemein

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6.1. Amplitude

 

Die Amplitude (y) ist die Höhe des Ausschlags orthogonal gegen die Zeitachse

 

 

6.1.1. Geschwindigkeits-Zeit Gesetz

       

Geschwindigkeit nach der Zeit t in der Schwingung

 

 

6.1.2. Weg-Zeit Gesetz

 

Position (Ausschlag) nach der Zeit t in der Schwingung

       

 

6.1.3. Beschleunigungs-Zeit Gesetz

 

momentane Beschleunigung nach der Zeit t in der Schwingung

 

 

6.2. Fadenpendel

 

l = Länge des Fadens; g = 9,806 m/sec² (Erdbeschleunigung)

 

 

6.3. Federpendel

 

m = Masse der Feder (bzw. des Gewichts); D = Federkonstante [N/m]

 

 

6.4. andere harmonische Schwingungen

   

harmonische Periode des fiktiven Sprung durch die Erde

 

harmonische Periode (ohne Reibung) der Schwingung einer Flüssigkeit im U-Rohr

l = Länge der Flüssigkeitssäule; die Auslenkung y ist in diesem Fall irrelevant

 

 

6.5. Energie einer Federschwingung

    6.5.1. horizontale Federschwingung

    

Ansatz (hier ohne Lageenergie, da die Feder liegt)

 

Einsetzen der Formeln; für v² bzw. s² wurden 6.1.1 und 6.1.2 eingesetzt

 

Ergebnis nach Ausrechnen. Wie man sieht wächst die Energie Quadratisch mit der Auslenkung der Feder (y)

 

 

6.5.2. vertikale Federschwingung

 

Dieser Fall beschäftigt sich nicht mit der Energie, sondern mit der Position s nach der Zeit t.

s = Abstand zum Nullpunkt nach t;  a  = Hälfte über dem Nullpunkt