Was versteht man unter einer Schwingung?
Eine Schwingung ist eine zeitlich periodische Bewegung um eine Gleichgewichtslage, bei der eine rücktreibende Kraft wirkt.
Welche Bedingungen müssen für eine Schwingung erfüllt sein?
Es gibt eine stabile Gleichgewichtslage
Eine Auslenkung daraus ist möglich
Eine rücktreibende Kraft wirkt zur Mitte hin
Wann ist eine Schwingung harmonisch?
Wenn die rücktreibende Kraft proportional zur Auslenkung ist (Hooke’sches Gesetz).
Wie lautet die Rückstellkraft bei einer Feder?
F=−D⋅x
Erklärung: Das Minuszeichen zeigt: Die Kraft wirkt immer zur Gleichgewichtslage zurück.
Was ist die Periodendauer?
Die Zeit für eine vollständige Schwingung.
Was ist die Frequenz?
Die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde. Einheit: Hertz (Hz).
Wie hängen Frequenz und Periodendauer zusammen?
f = 1/T
Was ist die Elongation?
Die momentane Auslenkung aus der Gleichgewichtslage.
Was ist die Amplitude?
Die maximale Auslenkung einer Schwingung.
Wovon hängt die Periodendauer eines Federpendels ab?
T = 2 Pi * Wurzel aus m/D
größere Masse = längere Schwingung
größere Federkonstante = schnellere Schwingung
Wovon hängt die Periodendauer eines Fadenpendels ab?
T = 2 Pi * Wurzel aus l/g
Welche Energieformen treten bei Schwingungen auf?
Kinetische Energie (Bewegung)
Potentielle Energie (Lage/Federenergie) → Gesamtenergie bleibt konstant (idealfall)
Was ist der Unterschied zwischen gedämpfter und ungedämpfter Schwingung?
Ungedämpft: Amplitude bleibt konstant
Gedämpft: Amplitude nimmt mit der Zeit ab (z. B. durch Reibung)
Was ist eine erzwungene Schwingung?
Eine Schwingung, die durch eine äußere periodische Kraft angetrieben wird.
Was ist Resonanz?
Wenn die Anregungsfrequenz gleich der Eigenfrequenz ist → maximale Amplitude.
Was ist die Kreisfrequenz?
ω=2πf
Wie beschreibt man eine harmonische Schwingung mathematisch?
x(t)=Asin(ωt+φ)+φ)
Was bedeutet die Phase φ?
Sie gibt an, wo die Schwingung zum Zeitpunkt t = 0 startet.
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