mechanische Schwingungen

Unter einer mechanischen Schwingung versteht man

eine zeitlich periodisch sich wiederholende Bewegung,

die auftritt, wenn ein Gleichgewichtszustand gestört wird

und dabei Kräfte wirksam werden,

die in Richtung auf die Gleichgewichtslage wirken.

Man spricht von

einer vollen Schwingung

kurz

Schwingung

bei einem vollständigen Hin- und Hergang des Körpers.

Zur zahlenmäßigen Beschreibung

verwendet man folgende

physikalischen Größen:

·       Schwingungsdauer oder Periode T:

ein voller Hin- und Hergang zwischen den Umkehrpunkten

·       Schwingungszahl oder Frequenz:

Quotient aus der Abzahl n der Schwingungen

und der Periode T

Die Einheit ist Hertz (Hz)

·       Auslenkung oder Elongation s

·       Die Schwingungsweite oder Amplitude smax

·       Die Rückstellkraft F

immer auf die Gleichgewichtslage gerichtet

nimmt mit wachsender Elongation s zu

Eine Schwingung heißt.

ungedämpft, wenn die Amplitude unverändert bleibt.

gedämpft, wenn die Amplitude im Laufe der Zeit kleiner wird.

harmonische Schwingung

Unter einer harmonischen Schwingung versteht man eine Schwingung, bei der die Rückstellkraft der Elongation proportional und stets zur Gleichgewichtslage gerichtet ist, für die also ein lineares Kraftgesetz gilt.

Federpendel:

Fadenpendel:

oder bei kleinen Auslenkungen

Die Größe D wird als Richtgröße

oder Direktgröße bezeichnet.

Die Rückstellkraft F ist also eine lineare Funktion

der Elongation s.

Es handelt sich somit um ein

lineares Kraftgesetz.