Mechanische Wellen

18. September 2010 MechanischeWellen.TEX
Je weiter ein Körperchen vom Erreger entfernt ist, desto später wird es von der im
Ausgangspunkt aufgeprägten Störung erfasst.
2. Zeitliche und räumliche Darstellung einer Welle
Simulation mit Dorn-Baders PAKMA: Wellenmaschine und rotierende Zeiger (leider
nur unter Windows!)
2.1. Beschreibung einer Schwingung mit einem rotierenden Zeiger
vgl. Mechanische Schwingungen S. 3 (harmonische Schwingung)
vgl. Bild B1 S. 128
Die Projektion eines rotierenden Radiuspfeils auf die vertikal aufgetragene s -Achse
beschreibt eine harmonische Schwingung (z. B. Federpendel). Ist zum Zeitpunkt t =
0 s die Auslenkung s = 0 m, dann gilt für die Elongation des schwingenden Körpers
s(t) = �s sin(ϕ) = �s sin(ωt) mit ω = 2π
T = 2π f . T ist die Periodendauer und ω die
Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Zeigers.
2.2. Beschreibung einer Welle mit rotierenden Zeigern
vgl. Bild B3 S. 129
Beschreibt der Wellenerreger eine harmonische Schwingung mit der Periodendauer T
und einer Amplitude �s, dann werden die schwingungsfähigen Teilchen des Wellenträgers
von dieser Schwingung nacheinander erfasst. Im Bild B3 bewegt sich das Teilchen
zur Zeit t = 0 am Ort x = 0 gerade nach oben durch die Gleichgewichtslage. Die Welle
breitet sich mit der Geschwindigkeit c nach rechts aus. Im Bild B3 wird die Gestalt des
Wellenträgers in zeitlichen Abständen T/8 dargestellt.
2.2.1. Zeitlicher Einblick an einem Ort
Stellt man in Gedanken eine Schlitzblende an einen bestimmten Ort des Wellenträgers
(z. B. bei x = 0 oder x = 1 vgl. Bild B3), dann beobachtet man die harmonische Schwingung
des schwingenden Körpers an diesem Ort.
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