PHYSIK MECHANIK - Abteilung für Didaktik der Physik

Harmonische Relaxationsschwingung, Abb.
10.5
Schwingungsform: harmonisch
Ein einziger Energiespeicher wird periodisch
gefüllt und entleert. Eine starke Energiedissipation
ist für das Funktionieren notwendig. Das
System hat eine einzige Eigenfrequenz.
Gedämpfte Schwingung, Abb. 10.6
Schwingungsform: harmonisch mit exponentiell
abklingender Amplitude
Die Energie fließt zum größten Teil zwischen
Feder und Kugel hin und her. Pro Schwingung
wird ein kleiner Anteil im Stoßdämpfer dissipiert.
Das System hat eine Eigenfrequenz.
Rückgekoppelte Schwingungen
Sie finden in den meisten Uhren statt (Ausnahmen: Sonnenuhr, Sanduhr, Wasseruhr). Man geht
aus von einem System, das möglichst schwach gedämpfte Schwingungen ausführt. Die durch
Dissipation verlorene Energie wird durch einen Energiestrom von außen ersetzt. Die Stärke dieses
Energiestroms wird durch den Schwinger selbst gesteuert. Wenn die Dämpfung zunimmt,
geht dieser Schwingungstyp stetig in eine Relaxationsschwingung über. (Beispiele für Schwingungen,
die zwischen diesen beiden Typen liegen: Streich- und Blasinstrumente, quietschende
Tür).
Erzwungene Schwingung, Abb. 10.7
Kombination aus dem ersten (Federpendel)
und dem dritten (Motor + Körper) Beispiel
Schwingungsform: harmonisch
Die Energie fließt je nach Frequenz andere Wege.
Das System schwingt mit beliebiger Frequenz.
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Abb. 10.5. Der Stab liegt lose auf den Rollen. Er rutscht harmonisch
hin und her.
Abb. 10.6. Gedämpfte Schwingung
Abb. 10.7. Erzwungene Schwingung