Warum schwingt ein federpendel?
Gefragt von: Hans Jürgen Wunderlich B.Sc. | Letzte Aktualisierung: 25. Juli 2021sternezahl: 4.4/5 (31 sternebewertungen)
Ein Federpendel besteht aus einem Pendelkörper, der über eine Feder horizontal befestigt ist. ... Der Pendelkörper des Federpendels wird ein Stück aus der Gleichgewichtslage ausgelenkt, festgehalten und dann losgelassen. In der Folge führt der Pendelkörper eine harmonische Schwingung aus.
Warum schwingt ein Federpendel harmonisch?
Eine ungedämpfte Schwingung ist harmonisch, wenn die Rückstellgröße (die rückstellende Kraft) proportional zur Auslenkung beispielsweise eines Federpendels ist.
Warum schwingt ein Fadenpendel?
Bringt man ein solches Pendel aus seiner vertikalen Ruhelage, schwingt es unter dem Einfluss der Schwerkraft zurück und wird, solange keine Dämpfung erfolgt, symmetrisch zwischen den Scheitelpunkten als Umkehrpunkt der Bewegung um die tiefstmögliche Position des Massenmittelpunktes – die Ruheposition – weiterschwingen.
Warum schwingt ein Fadenpendel nur bei kleinen Amplituden harmonisch?
Bei kleinen Auslenkungen führt ein Fadenpendel harmonische Schwingungen oder sinusförmige Schwingungen aus. Wird es nur einmal ausgelenkt, so verringert sich allmählich infolge des Luftwiderstandes und anderer Reibungseffekte die Amplitude. Es liegt eine gedämpfte Schwingung vor.
Ist ein Federpendel ein harmonischer Oszillator?
Eine harmonische Schwingung beschreibt einen harmonischen Oszillator, der sinusförmig um seine Ruhelage schwingt. Es gibt verschiedene harmonische Oszillatoren, wie das Fadenpendel oder das Federpendel .
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Wann ist ein Oszillator harmonisch?
Nach einem Anstoß von außen schwingt ein harmonischer Oszillator sinusförmig (= harmonisch) um seine Ruhelage, wobei die Schwingungsdauer unabhängig von der Größe der Auslenkung ist. ... Beispiele für harmonische Oszillatoren sind Federpendel, elektrische Schwingkreise und Stimmgabeln.
Welche Kräfte entstehen wenn ein Federpendel ausgelenkt wird?
Frage: Was bewirkt, dass ein Pendel hin und her schwingt, wenn man es von der Ruhelage auslenkt und dann loslässt? Antwort: Die Kraft Ft, hervorgerufen durch die Erdanziehungskraft G (siehe Bild). Eine weitere Kraft, die an der Pendelmasse angreift, wird von der Pendelschnur ausgeübt.
Ist die Schwingungsdauer von der Auslenkung abhängig?
Die Schwingungsdauer ist hier sowohl von der Entfernung von der Radachse (Radius) als auch von der Masse abhängig. Je größer der Radius und das Gewicht sind, desto kleiner ist die Schwingungsdauer. Bei einer größeren Auslenkung hat sich eine längere Schwingungsdauer ergeben.
Was ist die Phasenkonstante?
Die zeitlich veränderliche Größe (ωt + φ) in Gl. 16-3 nennt man die Phase der Bewegung, und die Konstante φ heißt Phasenkonstante (oder auch Phasenwinkel). Der Wert von φ hängt von der Auslenkung und der Geschwindigkeit des Teilchens zum Zeitpunkt t = 0 ab. ... 16-3a ist die Phasenkonstante φ null.
Wie wirkt sich die Rückstellkraft auf die schwingungsdauer aus?
Rückstellkraft bei Schwingungen
Newtonsche Gesetz: Beim Anwachsen der Auslenkung von der Ruhelage führt die Rückstellkraft zu einer Verringerung der Geschwindigkeit (negative Beschleunigung) der schwingenden Masse und beim Abnehmen der Auslenkung zu einer Vergrößerung der Geschwindigkeit (positive Beschleunigung).
Was beeinflusst ein Pendel?
Beim mathematischen Pendel gilt der Energieerhaltungssatz der Mechanik. Auf dem Weg von der maximalen Auslenkung zur Ruhelage nimmt die potentielle Energie ab. Die mit ihr verbundene Gewichtskraft – genauer: deren tangentiale Komponente – verrichtet Beschleunigungsarbeit, wodurch die kinetische Energie zunimmt.
Warum kommt ein Pendel nach einiger Zeit zum Stillstand?
Die auf und ab Bewegung kommt wegen Reibungsverlusten nach einiger Zeit zum Stillstand, weil die Reibung die Bewegung abbremst.
Wer erfand das Pendel?
Am 3. Januar 1851 führte der französische Physiker Léon Foucault im Keller seines Hauses einen Versuch durch, bei dem er ein zwei Meter langes Pendel dicht über dem Boden schwingen ließ und seine Bahn genau markierte.
Was versteht man unter einer Amplitude?
Die Amplitude ist die Auslenkung (Elongation) einer periodischen Funktion oder allgemein eines zeitabhängigen Signals. ... Die Amplitude tritt dann als maximale Auslenkung von Schwingungen oder Wellen auf.
Wie entsteht eine Federschwingung?
Eine Schwingung entsteht, wenn ein Körper, der beweglich (aber nicht frei beweglich) gelagert ist, aus einer Gleichgewichtslage ausgelenkt wird und es eine rücktreibende Kraft gibt, die ihn wieder in Richtung Ruhelage zurückzieht.
Was bedeutet harmonisch Physik?
Eine Harmonische ist in der klassischen Physik und Technik eine harmonische Schwingung, deren Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches einer Grundfrequenz ist. ... Als Funktion der Zeit beschreibt die Harmonische eine rein sinusförmige Schwingung.
Was ist eine Auslenkung in der Physik?
Als Auslenkung oder Elongation bezeichnet man bei einer Schwingung die momentane Entfernung x eines Punktes P (auf einer Kurve oder einer Geraden) von seiner Ruhelage. als Maximalwert gekennzeichnet.
Wie verändert sich die Geschwindigkeit Wenn man im Stehen schaukelt?
33c: Die Masse hat, ähnlich wie beim freien Fall, keinen Einfluss auf die Schwingungsdauer (wenn man vereinfacht annimmt, dass die Masse der Schaukel selbst vernachlässigbar ist). Wenn man steht, verkürzt sich die Pendellänge und die Schwingung wird schneller.
Was ist die Frequenz einer Schwingung?
Die Frequenz (von lateinisch frequentia ‚Häufigkeit'; auch Schwingungszahl genannt) ist in Physik und Technik ein Maß dafür, wie schnell bei einem periodischen Vorgang die Wiederholungen aufeinander folgen, z. B. bei einer fortdauernden Schwingung. Die Frequenz ist der Kehrwert der Periodendauer.