Wo gibt es eine Rückstellkraft?

Warum schwingt ein Federpendel?

In der Regel machen wir zur mathematischen Beschreibung des Federpendels folgende vereinfachende Annahmen: Die Bewegung des Pendelkörpers und der Feder verläuft reibungsfrei. Die Masse der Feder wird vernachlässigt. Der Betrag der Federkraft ist proportional zur Ausdehnung der Feder.

Warum schwingt ein Federpendel harmonisch?

Ein Federpendel führt eine harmonische Schwingung aus

Die Bedingung für harmonische Schwingungen ist beim Federpendel erfüllt, denn für eine Schraubenfeder gilt das Hookesche Gesetz. Das Hookesche Gesetz entspricht also genau der Bedingung für harmonische Schwingungen: Kraft und Auslenkung sind zueinander proportional.

Warum ist Fadenpendel nicht harmonisch?

Nur für kleine Winkel kann der Sinus des Winkels durch den Winkel im Bogenmaß ersetzt werden. Bei einem Auslenkwinkel von beträgt der Fehler , bei einem Auslenkwinkel von etwa und bei einem Auslenkwinkel von schon . Das Fadenpendel schwingt daher nur für kleine Auslenkwinkel harmonisch.

Warum hat die Masse keinen Einfluss auf die Periodendauer?

Die Länge des Pendels ist der Abstand zwischen dem Aufhängepunkt und dem Schwerpunkt des schwingenden Körpers (Pendelkörpers). Die Fallbeschleunigung g ändert sich mit dem Ort. Ihr mittlerer Wert auf der Erdoberfläche beträgt g=9,81ms2. Die Masse des Pendelkörpers hat keinen Einfluss auf die Schwingungsdauer.

Welche Kräfte wirken auf ein Pendel?

Beim mathematischen Pendel gilt der Energieerhaltungssatz der Mechanik. Auf dem Weg von der maximalen Auslenkung zur Ruhelage nimmt die potentielle Energie ab. Die mit ihr verbundene Gewichtskraft – genauer: deren tangentiale Komponente – verrichtet Beschleunigungsarbeit, wodurch die kinetische Energie zunimmt.

Wo kommen Schwingungen im Alltag vor?

Beispiele dafür sind schwingende Saiten, die Schwingungen einer Stimmgabel (Bild 1) oder eines Pkw auf unebener Fahrbahn, eine Schaukel, ein schwingendes Fadenpendel oder ein Federschwinger.

Was ist f Rück?

Die Rückstellkraft F_r ist eine Kraft, die auf eine aus ihrer Ruhelage heraus bewegte Masse wirkt. Die Rückstellkraft wirkt hierbei zurück in Richtung der Ruhelage dieser Masse, sie will die Masse in ihre Ruhelage "zurückstellen".

Wo kommen Schwingungen vor?

Schwingungen kommen in vielfältiger Weise in der Natur und in unserem Alltag vor. Beispiele für Schwingungen: Schaukel, Pendel einer Uhr, Federschwingung, Schwingung einer Stimmgabel, Schwingung einer Gitarrensaite…

Wo gibt es harmonische Schwingungen?

Typische Beispiele. Harmonische Schwingungen werden (zumindest bei kleinen Auslenkungen) von einem Federpendel, einem Feder-Schwere-Pendel oder einem Fadenpendel ausgeführt.

Warum schwingt etwas?

Voraussetzungen für das Entstehen mechanischer Schwingungen

Teilchen müssen aus ihrer Ruhelage (Gleichgewichtslage) ausgelenkt werden. Es müssen rücktreibende Kräfte vorhanden sein, die bewirken, dass sich der Körper bzw. die Teilchen nach der Auslenkung wieder in Richtung Ruhelage bewegen.

In welche Richtung wirkt die Federkraft?

Spannt man eine Feder nach unten, so wirkt die Federkraft nach oben. Drückt man eine Feder zusammen, also nach oben, so wirkt die Federkraft nach unten. Das bedeutet also, dass die Federkraft immer genau entgegengesetzt zur Kraft der Auslenkung ist.

Was ist g bei Fadenpendel?

Die Schwingungsdauer T, auch Periodendauer genannt, eines Fadenpendels hängt von seiner Länge l und dem Ort g ab, an dem es sich befindet. Die Schwingungsdauer gibt die benötigte Zeit (in Sekunden) für eine gesamte Schwingung an.

Wie rechnet man Hz aus?

Das ist dann wieder die Einheit Hertz (Hz). Um die Frequenz zu berechnen, wird der Kehrwert der Periode T genutzt, also f = 1/T. Die Frequenz hat auch die Formel f = c / λ , also Frequenz f ist gleich Wellengeschwindigkeit c durch Wellenlänge λ (Lambda). Die Einheit der Frequenz heißt Hertz [Hz] und wird als [1/s] bzw.

Was ist g in der Physik?

Die Beschleunigung, die bei einem frei fallenden Körper auftritt, wenn der Luftwiderstand vernachlässigbar klein ist, wird als Fallbeschleunigung g bezeichnet. Ihr mittlerer Wert für die Erdoberfläche beträgt 9,81 m/s².

Wie Länge schwingt ein Pendel?

Eine Eigenschaft des Schwerependels ist, dass seine Schwingungsdauer nur von der Länge des Fadens (genauer: dem Abstand zwischen Aufhängung und Schwerpunkt des Pendelkörpers), nicht aber von der Art, Gestalt oder Masse des Pendelkörpers abhängt; auch fast nicht von der Größe der maximalen Auslenkung, vorausgesetzt, ...

Was sind Schwingungen einfach erklärt?

Als Schwingung bezeichnet man in der Mechanik eine zeitlich periodische Bewegung eines Körpers um eine Gleichgewichtslage (Ruhelage). Eine Schwingung entsteht immer, wenn ein Körper aus einer Ruhelage ausgelenkt wird und eine rücktreibende Kraft existiert.

Was beeinflusst die schwingungsdauer?

Die Schwingungsdauer ist hier sowohl von der Entfernung von der Radachse (Radius) als auch von der Masse abhängig. Je größer der Radius und das Gewicht sind, desto kleiner ist die Schwingungsdauer. Bei einer größeren Auslenkung hat sich eine längere Schwingungsdauer ergeben.

Was gibt es für Schwingungen?

Wie zeichne ich eine Schwingung?

Schwingungen können in unterschiedlicher Weise dargestellt werden. Eine Möglichkeit besteht in der mathematischen Beschreibung mithilfe der Schwingungsgleichung y=ymax⋅sin (ω⋅t+φ0).

Was ist YMAX?

Der Sinusterm ergibt den Wert 1. Die Auslenkung entspricht also der Amplitude: y = ymax.