Physik 2 - Schwingungen

Periodische /sich wiederholende Bewegungen

• freie Schwingungen
• erzwungene Schwingungen
• harmonische Schwingungen
• unharmonische Schwingungen

• Nach einmaliger Energiezufuhr werden die Schwingungen anschließend gleichmäßig durchgeführt, da keine Reibung oder ähnliches vorhanden ist.
• Der Scheitelwert ist konstant und hängt von der zugeführten Energie ab.

T

• Frequenz : f = 1/T
• Einheit:     [Hz]=1/s

Achtung: bei Kreisfrequenzen nicht die Einheit Herz benutzen!

• Nach einmaliger Energiezufuhr werden die Schwingungen anschließend gleichmäßig durchgeführt, durch Reibung oder ähnliche Energieverluste sinkt der Scheitelwert in Richtung Mittelwert des oberen und unteren Scheitelwertes.
• Es folgt: ƒ_d < ƒ₀

-> Eine freie Harmonische Schwingung - gedämpft, welcher regelmäßig und zum richtigen Zeitpunkt Energie hinzugefügt wird, so dass der Scheitelpunkt der Schwingung gleich bleibt oder erhöht wird.

Wenn die Erregerfrequenz nahe der Eigenfrequenz liegt, kann sich die Amplitude deutlich größer als die der antreibenden Kraft werden. (Überlagung)

• Resonator:  ist die antreibende Schwingung 
• Oszillator:   ist die angetriebene Schwingung

Wenn die Erregerfrequenz und Eigenfrequenz identisch sind, dann steigt die Amplitude auf den maximal größten Wert an. (Überlagerung)

Die Frequenz ohne Einwirkung von äußeren Kräften.

Wenn eine erzwungene harmonische Schwingung ungedämpft vorliegt (d.h. ohne Bremse) wächst die Amplitude unendlich an.

• ƒ_E << ƒ_R      gleichphasig   φ= 0°
• ƒ_E << ƒ_R      gegenphasig   φ= 180°
• Achtung: mit Dämpfung ƒ₀ = ƒ_R   φ= 90°

Jede durch eine Sinus- oder Kosinusfunktion beschriebene Schwingung heißt harmonisch!