Wie funktioniert ein fadenpendel?

Gefragt von: Kerstin Moritz  |  Letzte Aktualisierung: 30. Mai 2021
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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.

Welche Kräfte wirken auf 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.

Welche Energieumwandlungen finden bei einem Fadenpendel statt?

Ist hingegen der Körper als Fadenpendel aufgehängt, so wird die potentielle Energie periodisch in kinetische Energie und zurück in potentielle Energie umgewandelt. Allerdings kommt es auch hier aufgrund von Rei- bung zu einem Energieübertrag durch Wärme auf die Umgebung.

Wie funktioniert ein Federpendel?

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.

Ist die Schwingungsdauer von der Masse 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.

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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 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.

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.

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 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.

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.

Was gibt es alles für Energieformen?

Bedeutung der einzelnen Energieformen
  • Bewegungsenergie (kinetische Energie) ...
  • mechanische Lageenergie (potentielle Energie) ...
  • Wärmeenergie. ...
  • Elektrische Energie. ...
  • Atomenergie, Kernenergie. ...
  • Strahlungsenergie (Licht, Sonnenenergie) ...
  • Chemische Energie. ...
  • Einteilung nach Umwandlungsschritten.

Wann hört ein Pendel auf zu schwingen?

Wir brauchen nur eine Masse, also einen Körper, der über ein nicht dehnbares Seil oder eine starre Stange mit einem festen Aufhängepunkt verbunden ist. So kann sich die Masse entlang einer Kreisbahn um diesen Drehpunkt bewegen. Hängt das Gewicht genau senkrecht unter dem Drehpunkt, tut sich gar nichts. Das Pendel ruht.

Warum schwingt ein Pendel?

Beim Schwingen wird die potentielle Energie der Masse in kinetische Energie und wieder zurück verwandelt. In der Ruheposition liegt die gesamte Energie der Schwingung als kinetische Energie vor, am Scheitelpunkt als potentielle Energie.

Warum sollte bei einer gedämpften Schwingung das Pendel unendlich lange ausschwingen?

Da Reibungskräfte nie ganz vermeidbar sind, ist jede Schwingungen mehr oder weniger gedämpft. Um eine unbegrenzte Schwingungen zu erhalten, muß man der schwingenden Masse während einer Periode genau die Energie wieder zuführen, die sie in einer Periode durch Reibung verliert.

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 federenergie?

Spannenergie ist die Energie, die in einem Körper aufgrund dessen elastischer Verformung steckt. Sie ist eine Form der potentiellen Energie. Die Spannenergie gibt an, wie viel Arbeit beispielsweise beim Spannen einer Feder verrichtet wurde. Dies bedeutet, dass die Feder zusammengedrückt oder auseinandergezogen wurde.

Warum ist die Schwingung eines Federpendels harmonisch?

Beim Loslassen des aus seiner Ruhelage ausgelenkten Federschwingers beginnt eine Schwingung, die bei fehlender Dämpfung nicht mehr abklingt. ... Die Schwingung verläuft harmonisch (d. h. sinusförmig), solange die Feder eine zur Auslenkung proportionale Kraft ausübt.

Was versteht man unter Eigenfrequenz?

Eine Eigenfrequenz eines schwingfähigen Systems ist die Frequenz, mit der das System nach einmaliger Anregung schwingen kann. Bei Vernachlässigung der Dämpfung fallen die Eigenfrequenzen mit den Resonanzfrequenzen des Systems zusammen.