Aufzeichnung und Darstellung von Schwingungen
Charakteristische Größen von Schwingungen
Zeichnet man die Auslenkung von schwingenden Körpern wie in den vorangegangenen Videos auf, so erkennt man, dass jeweils eine stabile Ruhelage und eine den Oszillator rücktreibende Kraft für das Zustandekommen einer Schwingung notwendig sind. Daneben treten auch bestimmte Merkmale auf, die allen Schwingungen gemeinsam sind und diese gleichzeitig charakterisieren können.
Definition der charakteristischen Größen einer Schwingung
- Tab.1
- Charakteristische Größen
| Größe | Beschreibung | Symbol | Einheit |
|---|---|---|---|
| Ruhelage | Position, in der sich der unausgelenkte Körper befindet | ||
| Elongation | Strecke der Auslenkung von der Ruhelage aus gemessen | ||
| Amplitude | Größte Elongation | ||
| Periodendauer | Minimale Zeitspanne für eine vollständige Schwingung, nach der der Körper wieder seine Ausgangslage und Ausgangsgeschwindigkeit erreicht hat. Für die Elongation gilt . | ||
| Frequenz | Zahl der Schwingungen pro Zeiteinheit | ||
| Winkelgeschwindigkeit | Änderung des Winkels (im Bogenmaß) mit der Zeit | ||
| Kreisfrequenz | Winkelgeschwindigkeit einer gleichförmigen Kreisbewegung für harmonische Schwingungen |
- Hinweis
- Bemerkung
- Da das Produkt aus der Anzahl der Schwingungen pro Zeiteinheit und der Schwingungsdauer gleich 1 ist, folgt damit, dass die Periodendauer der Kehrwert der Frequenz ist, also:
- Umgekehrt ist die Frequenz der Kehrwert der Periodendauer, also:
- Zwischen Kreisfrequenz, Periodendauer und Frequenz gilt der Zusammenhang:
