Grundbegriffe und Beispiele von Schwingungen: Unterschied zwischen den Versionen

Aus Schulphysikwiki
Wechseln zu: Navigation, Suche
(→‎Praktikum)
(→‎Lernzirkel: Schwingungen in Natur und Technik)
Zeile 63: Zeile 63:
  
 
===Ein Lineal / eine Feder schwingen===
 
===Ein Lineal / eine Feder schwingen===
 +
Versuchen Sie, das Lineal oder die Feder zum Schwingen zu bringen.
 +
Was muss man beachten, damit es gut funktioniert?
 +
Welche verschiedenen Schwingungen können Sie erzeugen?
  
 
===Ein Xylophon===
 
===Ein Xylophon===
 
Warum sind die Holzstäbe so befestigt?
 
Warum sind die Holzstäbe so befestigt?
−
An anderen Stellen festhalten und ausprobieren, wie es klingt
+
Halten Sie die Holzstäbe an anderen Stellen fest und probieren Sie aus, wie sie klingen.
  
 
===Fahrradklingel===
 
===Fahrradklingel===
−
Was schwingt da? Unterschiedliche Stellen mit einem Finger berühren und klingeln.
+
Wie schwingt die Klingel? Berühren Sie unterschiedliche Stellen mit einem Finger und klingeln.
  
 
===Gitarre und Geige===
 
===Gitarre und Geige===
 +
Wie unterscheiden sich die Instrument in der Art der Energiezuführung?
 +
Ordnen Sie die Schwingungen der Saiten ein.
  
−
===Wie eine Flöte / Orgelpfeife klingt===
+
===Warum eine Flöte / Orgelpfeife klingt===
 +
Schauen Sie sich die Videos mit dem sichtbar gemachten Luftstrom einer Orgelpfeife an.
 +
Beschreiben Sie die Inhalte kurz.
 +
Versuchen Sie nun zu erklären warum eine Orgelpfeife, kurz nachdem man die Taste an der Klaviatur drückt, einen Ton produziert.
  
 
===Ein Weinglas tönt===
 
===Ein Weinglas tönt===
 +
Ordnen Sie die Schwingung des Glases ein.
  
 
===Eine Uhr bauen===
 
===Eine Uhr bauen===
 +
Bauen Sie die Uhr gemäß der Anleitung zusammen.
 +
Beschreiben Sie die Funktionsweise der Uhr.
 +
Dabei sind folgende Begriffe interessant: Pendel, Energiezufuhr, Zahnrad, Untersetzung
  
 
===Eine Kinderschaukel richtig anschubsen===
 
===Eine Kinderschaukel richtig anschubsen===
−
 
 
mit Handversuch: Fadenpendel anschubsen
 
mit Handversuch: Fadenpendel anschubsen
 
oder ein dickes Pendel mit Magnetfaden
 
oder ein dickes Pendel mit Magnetfaden
  
 
===Motor läßt Kotflügel wackeln===
 
===Motor läßt Kotflügel wackeln===
−
 
+
Lassen Sie den Motor zunächst langsam und dann immer schneller laufen und beobachten Sie dabei genau das Auto.
  
  
 
===Zittern wie Espenlaub===
 
===Zittern wie Espenlaub===
 
[[Datei:Blätter.og|thumb|left|150px|Auch Ahorn kann wie Espenlaub zittern.]]
 
[[Datei:Blätter.og|thumb|left|150px|Auch Ahorn kann wie Espenlaub zittern.]]
 +
  
 
===Eine Brücke stürzt ein===
 
===Eine Brücke stürzt ein===

Version vom 7. November 2010, 22:59 Uhr

Einteilung nach dem Energiefluss

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

gedämpfte Schwingungen
verlieren Energie an die Umgebung, dabei nimmt die Amplitude ab.
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.
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 wird von Außen so gesteuert, dass die Frequenz der Schwingung nur von dem schwingenden System selbst abhängt.
Beispiele sind alle Uhrwerke bei mechanischen Pendeluhren, bei Quarz- oder Atomuhren.
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") oder das Streichen einer Violinsaite mit dem Bogen.

Beispiele

Beispiel beteiligte Energieformen (Träger) Kategorie
Fadenpendel
Federschwingung
Wagen an Feder
elektrischer Schwingkreis
  • Einordnung von "natürlichen" Schwingungen in diese Kategorien

Begriffe

  • Amplitude
  • Elongation
  • Ruhelage
  • Periodendauer
  • Frequenz
  • Rückstellkraft

Lernzirkel: Schwingungen in Natur und Technik

Eine lineare Schwingung

Wagen an Feder Grundbegriffe klären

Eine Drehschwingung

Weitere Beispiele finden


Cladnische Figuren

Wie kann man sich die Sandfiguren erklären?

Ein Lineal / eine Feder schwingen

Versuchen Sie, das Lineal oder die Feder zum Schwingen zu bringen. Was muss man beachten, damit es gut funktioniert? Welche verschiedenen Schwingungen können Sie erzeugen?

Ein Xylophon

Warum sind die Holzstäbe so befestigt? Halten Sie die Holzstäbe an anderen Stellen fest und probieren Sie aus, wie sie klingen.

Fahrradklingel

Wie schwingt die Klingel? Berühren Sie unterschiedliche Stellen mit einem Finger und klingeln.

Gitarre und Geige

Wie unterscheiden sich die Instrument in der Art der Energiezuführung? Ordnen Sie die Schwingungen der Saiten ein.

Warum eine Flöte / Orgelpfeife klingt

Schauen Sie sich die Videos mit dem sichtbar gemachten Luftstrom einer Orgelpfeife an. Beschreiben Sie die Inhalte kurz. Versuchen Sie nun zu erklären warum eine Orgelpfeife, kurz nachdem man die Taste an der Klaviatur drückt, einen Ton produziert.

Ein Weinglas tönt

Ordnen Sie die Schwingung des Glases ein.

Eine Uhr bauen

Bauen Sie die Uhr gemäß der Anleitung zusammen. Beschreiben Sie die Funktionsweise der Uhr. Dabei sind folgende Begriffe interessant: Pendel, Energiezufuhr, Zahnrad, Untersetzung

Eine Kinderschaukel richtig anschubsen

mit Handversuch: Fadenpendel anschubsen oder ein dickes Pendel mit Magnetfaden

Motor läßt Kotflügel wackeln

Lassen Sie den Motor zunächst langsam und dann immer schneller laufen und beobachten Sie dabei genau das Auto.


Zittern wie Espenlaub

Datei:Blätter.og
Auch Ahorn kann wie Espenlaub zittern.


Eine Brücke stürzt ein

Resonanzkatastrophe

Motor regt Federpendel an (evt erst später und dann genauer)

Links

Von „http://schulphysikwiki.de/index.php?title=Grundbegriffe_und_Beispiele_von_Schwingungen&oldid=2433“