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
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.