• Wrong document? Swap it for free
  • Written by students who passed
  • Immediately available after payment
  • Read online or as PDF
Sell
Where do you study
Your language
Document preview thumbnail
Preview 2 out of 8 pages
Summary

Zusammenfassung Mechanische Schwingungen

Document preview thumbnail
Preview 2 out of 8 pages

* Umfangreicher und übersichtlich strukturierter Lernzettel zum Thema mechanische Schwingungen * Erklärt die Grundlagen von Schwingungen, harmonischen Schwingungen und Schwingungsgrößen wie Amplitude, Periodendauer und Frequenz * Behandelt verschiedene Schwingungssysteme, insbesondere das Federpendel und das Fadenpendel * Erklärt wichtige Zusammenhänge zwischen Auslenkung, Rückstellkraft und Schwingungsbewegung * Thematisiert die Periodendauer und Frequenz sowie deren Abhängigkeit von verschiedenen physikalischen Größen * Behandelt außerdem gedämpfte und erzwungene Schwingungen sowie mögliche Resonanzerscheinungen * Enthält wichtige Formeln, Fachbegriffe und physikalische Zusammenhänge in kompakter und verständlicher Form * Ideal zum Lernen, Wiederholen und zur Vorbereitung auf Klausuren

Content preview

Mechanische Schwingungen:
● Beispiele für Schwingungen: in Musikinstrumenten schwingen Luftsäulen; beim
Wechselstrom schwingen Spannung und Stromstärke; Schaukel, Pendeluhr
● schwingungsfähige Systeme = Oszillatoren
● Schwingung: periodische Bewegung hin und her durch die Ruhelage
● Voraussetzungen einer Schwingung: 1.schwingungsfähiges System
(Hemmungspendel ist z.B. kein) 2. Auslenkung aus der Ruhelage 3. rücktreibende
Kraft.
● Periodendauer (Periode): Dauer für eine vollständige Hin- und Herbewegung. Ist die
Zeit zwischen 2 aufeinanderfolgenden gleichen Schwingungszuständen. Werden n
vollständige Schwingungen in der Zeit t ausgeführt, so gilt für T = Δt/n = 1/f
● Die Schwingungszahl (Anzahl der Perioden) pro Sekunde ist die Frequenz: f= n/Δt =
1/T
● Elongation y(t): momentane Auslenkung, Abstand von der Ruhelage.
● max. Auslenkung / Schwingungsweite aus der Ruhelage: Amplitude ŷ (größtes y(t))
● Die rücktreibende Kraft (z.B. Federspannkraft) ist stets zur Ruhelage hingerichtet und
ist im Umkehrpunkt am größten.
● Zwei Schwingungsformen:
konstanter Amplitude = ungedämpft.
abnehmende Amplitude = gedämpft.

harmonische Schwingung:
● Eine Schwingung, die durch eine Sinus-oder Cosinus-Kurve beschrieben werden
kann
● Eine projiziere gleichförmige Kreisbewegung und die Schwingung können in
derselben Weise mathematisch beschrieben werden
● Die Projektion der Kreisbewegung und die Projektion einer Schwingungsbewegung
(meistens Federpendel) verlaufen (zueinander) synchron.
● Daher gilt ŷ =r




● Phasenwinkel (bzw. Phase) φ = der Winkel, den der Radius zu einem bestimmten
Zeitpunkt mit der x-Achse einschließt. φ kennzeichnet also den augenblicklichen
Schwingungszustand.
● φ = w (Winkelgeschwindigkeit der Kreisbewegung bzw. Kreisfrequenz der
Schwingung) * t ; w [Einheit 1/s ] = 2𝜋/T = 2𝜋f
● Zeit-Elongation-Funktion der Schwingung:
y =ŷ * sin(φ) = ŷ * sin(w*t)= ŷ * sin(2𝜋/T*t)= sin(2𝜋f*t) (Bei 90° bzw. 270° y =ŷ bzw. y =- ŷ )
● Zeit-Geschwindigkeit-Funktion (1.Ableitung nach Kettenregel):
v = w* ŷ * cos(w*t)
● Zeit-Beschleunigung-Funktion (2. Ableitung) : a = - w^2 * ŷ * cos(w*t)

, ● wenn du mit π rechnest, dann wechsele zu RAD (z.B. mit *π auch außer Klammer)
𝑙
● wenn du ohne π rechnest, dann wechsele zu DEG (z.B. T = 2π 𝑔
)


Der Fadenpendel:
● Fadenpendel: Für kleine Winkel 𝛂( <10°) und punktförmige Pendelmasse ist die
rücktreibende Kraft der Elongation y proportional, sodass die Schwingung
harmonisch ist (die Projektion ist dann horizontal).
𝑙
● Für das Fadenpendel gilt: T = 2π 𝑔
𝐹𝑟
● Für den Auslenkwinkel gilt: 𝑡𝑎𝑛(β) = 𝐹𝑔

● Die Schwingungsdauer T ist unabhängig von der Masse und von der Amplitude. Aber
je länger der Faden, desto länger die Periodendauer. Je kleiner die Länge, desto
kürzere (schnellere) Frequenz : T ∼ 𝑙
● Der Fadenpendel eignet sich gut zur Bestimmung der Erdbeschleunigung: die
Erdbeschleunigung ist abhängig von der geografischen Breite. Sie nimmt vom
Äquator zu den Polen hin kontinuierlich zu. Hier ein typischer Ansatz:




● “Berechne v (in der Ruhelage) mit dem EES”:
𝐹𝑅 𝑎 (𝑣𝑜𝑟ℎ𝑒𝑟 𝑏𝑒𝑟𝑒𝑐ℎ𝑛𝑒𝑛) 𝑎 ℎ
1.tan(α) = 𝐹𝑔
= 𝑔
2. arctan( 𝑔 ) = α 3.tan(α) = ŷ
; tan(α)*ŷ =h

4.Epot = Ekin 5. 𝑔 * ℎ * 2 = 𝑣

Document information

Study
Gymnasium
School year
3
Uploaded on
August 17, 2026
Number of pages
8
Written in
2025/2026
Type
Summary
$4.03

Wrong document? Swap it for free Within 14 days of purchase and before downloading, you can choose a different document. You can simply spend the amount again.
Written by students who passed
Immediately available after payment
Read online or as PDF

Sold
0
Followers
0
Items
74
Last sold
-



Why students choose Stuvia

Created by fellow students, verified by reviews

Quality you can trust: written by students who passed their tests and reviewed by others who've used these notes.

Didn't get what you expected? Choose another document

No worries! You can instantly pick a different document that better fits what you're looking for.

Pay as you like, start learning right away

No subscription, no commitments. Pay the way you're used to via credit card and download your PDF document instantly.

Student with book image

“Bought, downloaded, and aced it. It really can be that simple.”

Alisha Student

Working on your references?

Create accurate citations in APA, MLA and Harvard with our free citation generator.

Working on your references?

Frequently asked questions