Energiezufuhr und Energieabgabe bei Schwingungen: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 17. Dezember 2015, 22:14 Uhr

Erzwungene Schwingungen

• Spiegelbild einer Lampe in einer Seifenhaut

Übersicht

Je nach der Art der Energiezufuhr oder des Verlustes kann man Schwingungen in verschiedene Kategorien einteilen:

ungedämpfte Schwingungen sind nicht gedämpft, also ohne Energieverlust. Da es eine reibungslose Bewegung in der Regel nicht gibt, kann das nur durch ständige Energiezufuhr erreicht werden.
gedämpfte Schwingungen verlieren Energie an die Umgebung, dabei nimmt die Amplitude ab.
erzwungene Schwingungen Hier wird eine Schwingung periodisch angeregt und so auch die Frequenz der Schwingung festgelegt. Je nachdem wie gut die Anregungsfrequenz "paßt", nimmt die Schwingung mehr oder weniger Energie auf. Beispiele sind Vibrationen beim Auto, die bei bestimmten Geschwindigkeiten auftreten.
angeregte Schwingungen In diesen Fällen wird der Dämpfung einer Schwingung durch Energiezufuhr entgegengewirkt. Die Energiezufuhr erfolgt in der Eigenfrequenz der Schwingung. Eine angeregte Schwingung entspricht daher einer erzwungenen Schwingung in der "passenden" Frequenz. Beispiele sind Kinderschaukeln, die Unruhe oder das Pendel einer mechanischen Uhr und der Schwingquarz bei einer Quarzuhr.
selbsterregte Schwingungen So bezeichnet man angeregte Schwingungen, bei denen die Steuerung der Energiezufuhr durch das vorgegebene System selbst geschieht. Beispiele sind die Selbsterregung von im Wind wackelnden Blättern ("Espenlaub"), das Streichen einer Violinsaite mit dem Bogen oder die menschliche Stimme. Eine Uhr als Ganzes führt auch eine selbsterregte Schwingung durch, denn das Uhrwerk steuert selbst die Energiezufuhr.

Versuch: Der Wackeltisch

Der steuerbare Motor mit verschiedenen Gewichten als Exzenter.

• Resonanz

Links

• Applet zur Resonanz mit Reibung
• Kann man ein Weinglas mit der Stimme zum Zerspringen bringen? (WDR Kopfball vom 8.9.13)
  • Ein Mensch "zersingt" ein Glass (Youtube: A MythBuster's Glass Shattering Montage)
  • WDR PlanetSchule: Stimmprobe (Mit der Stimme ein Glas zersingen.)