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Aufzeichnung und Darstellung von Schwingungen

Zusammenfassung

Für das Zustandekommen einer Schwingung sind eine stabile Ruhelage und eine rücktreibende Kraft bei Auslenkung aus dieser Position erforderlich. Speziell kann z.B. eine Sinusschwingung durch Amplitude, Frequenz und Phase bestimmt werden.

  • Eine Schwingung ist ein Vorgang, bei dem sich ein Bewegungsablauf in gleichen Zeitabständen gleich (oder ähnlich) wiederholt. Dabei bewegt sich der Oszillator (der schwingende Körper) zwischen zwei Umkehrpunkten durch einen ausgezeichneten Punkt, die Ruhelage. Eine Schwingung mit konstanter Amplitude heißt ungedämpft. Nimmt die Amplitude mit der Zeit ab, so handelt es sich um eine gedämpfte Schwingung.
  • Die charakteristischen Größen einer Schwingung sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Abb.1
Tab.1
GrößeBeschreibungSymbolEinheit
Ruhelage Position, in der sich der unausgelenkte Körper befindet s 0 m
Elongation Strecke der Auslenkung von der Ruhelage aus gemessen s m
Amplitude Größte Elongation A m
Periodendauer Minimale Zeitspanne für eine vollständige Schwingung, nach der der Körper wieder seine Ausgangslage und Ausgangsgeschwindigkeit erreicht hat. Für die Elongation y gilt y ( t ) = y ( t + T ) . T s
Frequenz Zahl der Schwingungen pro Zeiteinheit f Hz
Winkelgeschwindigkeit Änderung des Winkels (im Bogenmaß) mit der Zeit ω s-1
Kreisfrequenz Winkelgeschwindigkeit einer gleichförmigen Kreisbewegung für harmonische Schwingungen ω s-1
  • Als Phase bezeichnet man den momentanen Bewegungszustand einer Schwingung. Die Phasenverschiebung gibt den Versatz der betrachteten Schwingung bezüglich einer Bezugsfunktion an.
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