Was sind mechanische schwingungen?
Gefragt von: Kirsten Christ | Letzte Aktualisierung: 22. August 2021sternezahl: 5/5 (14 sternebewertungen)
Unter einer mechanischen Schwingung ist eine zeitlich periodische Bewegung eines Körpers um eine Gleichgewichtslage (Ruhelage).
Wo treten die mechanische Schwingung auf?
Beispiele für mechanische Schwingungen
Der schwingungsfähige Körper ist bei der Schaukel der Sitz mit dem darauf befindlichen Kind. Eine Schwingung kommt zustande, wenn die Schaukel aus ihrer Ruhelage ausgelenkt wird. Das kann man durch Anschieben von außen oder durch geschickte Körperbewegungen erreichen.
Wie kann man mechanische Schwingungen unterscheiden?
- Mechanische Schwingungen können nach der Art der Energiezufuhr und nach der Form der Schwingungen unterschieden werden. ...
- Körper, die einmalig aus der Ruhelage ausgelenkt werden und sich dann selbst überlassen bleiben, führen freie Schwingungen oder Eigenschwingungen aus.
Welche Merkmale gehören zur Charakteristik mechanischer Schwingungen?
Schwingungen kann man mit den physikalischen Größen Auslenkung (Elongation), Amplitude, Schwingungsdauer (Periodendauer) und Frequenz beschreiben. Diese vier Größen sind in der nachfolgenden Übersicht genauer charakterisiert.
Wann ist eine mechanische Schwingung harmonisch?
Eine Schwingung heißt harmonische Schwingung, wenn sie eine der folgenden Bedingungen erfüllt. ... Die rücktreibende Kraft auf den schwingenden Körper ist entgegengesetzt gerichtet und betraglich proportional zur Auslenkung des Körpers aus der Ruhelage, kurz Frück(y)=−k⋅y.
Mechanische Schwingungen (Grundlagen) | Physik Tutorial
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Was versteht man unter einer harmonischen Schwingung?
Eine harmonische Schwingung beschreibt einen harmonischen Oszillator, der sinusförmig um seine Ruhelage schwingt. Es gibt verschiedene harmonische Oszillatoren, wie das Fadenpendel oder das Federpendel .
Was ist in der Physik eine mechanische Schwingung?
Eine Schwingung entspricht allgemein einer zeitlich periodischen Änderung einer physikalischen Größe. Mechanische Schwingungen im Speziellen beschreiben Vorgänge, bei denen sich ein Körper regelmäßig um eine Gleichgewichtslage („Ruhelage“) bewegt.
Wie kann man Schwingungen beschreiben?
Schwingungen kann man mit den physikalischen Größen Auslenkung (Elongation), Amplitude, Schwingungsdauer (Periodendauer) und Frequenz beschreiben.
Wie zählt man Schwingungen?
Die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde ist die Frequenz f. Die Einheit der Frequenz ist 1 Hz (Hertz). 1 Hz bedeutet eine Schwingung pro Sekunde. Je größer die Frequenz ist, umso höher ist der Ton.
Wie erkennt man eine Schwingung?
- Die Rückstellkraft hängt linear von der Auslenkung ab. F(y)=−Dy.
- Der zeitliche Verlauf der Auslenkung ist sinusförmig. y(t)=ˆysin(ωt)
- Das Zeigermodell ist zur Beschreibung geeignet.
- Die Differentialgleichung ¨y=−αy. ist erfüllt.
Welche Arten von mechanischen Schwingungen gibt es?
- periodische und nichtperiodische (quasiperiodische oder chaotische) Schwingungen.
- ungedämpfte, gedämpfte und aperiodische Schwingungen.
- freie, erzwungene (fremderregte), selbsterregte und parametererregte Schwingungen.
- lineare und nichtlineare Schwingungen.
Wann treten Schwingungen auf?
Definition: Schwingungen
Eine mechanische Schwingung tritt auf, wenn der Körper aus der Gleichgewichtslage ausgelenkt (entfernt) wird. Die rücktreibende Kraft versucht den Körper wieder in die Gleichgewichtslage zurück zu bewegen. ... Ein Alltagsbeispiel für Objekte bei denen Schwingungen auftreten, sind Schaukeln.
Wo sind Schwingungen unerwünscht?
Unerwünschte Resonanz dagegen ist das Mitschwingen von Fundamenten bei Maschinen, von Brücken, von Autoteilen oder Fensterscheiben oder das Mitschwingen von hohen Gebäuden oder Türmen. Tritt dort Resonanz auf, so können die Amplituden der Schwingungen so groß werden, dass Schäden oder gar Zerstörungen auftreten.
Wo kommen Schwingungen im Alltag vor?
Schwingungen kommen in vielfältiger Weise in der Natur und in unserem Alltag vor. Beispiele für Schwingungen: Schaukel, Pendel einer Uhr, Federschwingung, Schwingung einer Stimmgabel, Schwingung einer Gitarrensaite…
Wo werden Federschwinger verwendet?
Beispiele für schwingende Körper, die man vereinfacht als Federschwinger betrachten kann, sind Federungen von Autos und Motorrädern, ein Kranseil mit einer angehängten Last, eine Stimmgabel oder ein Trampolin mit Springer.
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.
Wie werden Schwingungen genannt deren Zeit weg Diagramm eine Sinuskurve ist?
Die Zeit für einen Schwingungsvorgang wird Schwingungsdauer genannt. Es ist somit die Zeit, die ein schwingender Körper für eine Hin- und Her-Bewegung benötigt. Meistens wird sie mit dem Formelzeichen T symbolisiert und hat die Einheit Sekunde.
Wie berechnet man schwingungsdauer und Frequenz?
Die Formel für die Zeit ist: T (Periode) = 1 / f (Frequenz). λ = c / f = Wellengeschwindigkeit c (m/s) / Frequenz f (Hz).
Wie sieht eine Frequenz aus?
Die Frequenz bezeichnet die Anzahl der Schwingungen je Sekunde, die bei einem Ton vorhanden sind. ... Die Maßeinheit der Frequenz ist Hertz (Hz), 1 Hz = 1/s. Menschliche Sprache bewegt sich im Bereich von 250 Hz bis 2.000 Hz. Der Hörbereich des Menschen liegt zwischen 20 Hz und 20.000 Hz.
Wie nennt man schwingende Körper?
Eine Schwingung ist eine zeitlich periodische Änderung physikalischer Größen. Damit überhaupt eine mechanische Schwingung entsteht, müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein: Es müssen schwingungsfähige Körper oder Teilchen vorhanden sein. Sie werden auch als Schwinger oder Oszillatoren bezeichnet.
Was ist die rücktreibende Kraft?
Erfährt ein schwingender Körper eine rücktreibende Kraft, die entgegengesetzt gerichtet und betraglich proportional zur Auslenkung des Körpers aus der Ruhelage ist (lineares Kraftgesetz, kurz Frück(x)=−k⋅x), so wird seine Bewegung durch eine Zeit-Orts-Funktion wie z.B. x(t)=ˆx⋅sin(ω⋅t) beschrieben.
Was gibt die Amplitude einer Schwingung an?
Dabei kann die Auslenkung in positive oder negative y-Richtung angegeben werden. Die Amplitude ist der Betrag der maximalen Auslenkung in y-Richtung. Bei der harmonischen ungedämpften Schwingung ist die Amplitude konstant, d.h. der Abstand von der Ruhelage ist für beide Umkehrpunkte gleich groß.
Unter welchen physikalischen Voraussetzungen kann ein Körper eine mechanische Schwingung ausführen?
Als Voraussetzungen für das Entstehen mechanischer Schwingungen müssen schwingungsfähige Körper bzw. Teilchen vorhanden sein, die aus ihrer Gleichgewichtslage ausgelenkt werden und zudem durch rücktreibende Kräfte wieder in Richtung Gleichgewichtslage bewegt werden.
Was ist eine elektromagnetische Schwingung?
Handelt es sich bei den physikalischen Größen, die sich periodisch ändern, um die Feldstärke eines elektrischen und eines magnetischen Feldes, dann spricht man von einer elektromagnetischen Schwingung. ...
Wie entstehen harmonische Schwingungen?
Bedingung für das Entstehen einer harmonischen Schwingung
Bei einer harmonischen Schwingung ist die rücktreibende Kraft proportional zur Auslenkung. Dabei ist D die sogenannte Richtgröße - ein Proportionalitätsfaktor, der die Kraft beschreibt, die für eine bestimmte Auslenkung erforderlich ist.