Gedämpfte harmonische Schwingungen
Der Energieverlust bei der gedämpften Schwingung
Betrachtung des Energieverlustes bei Schwingungen mit Luftreibung
Bei der Schwingung eines Federpendels mit einem Massestück von relativ großem Querschnitt ist die Dämpfung der Schwingung durch Luftreibung nicht mehr vernachlässigbar. Die Differenzialgleichung hierfür ist durch den quadratischen Term der hier angenommenen turbulenten Luftreibung () nicht einfach lösbar. Wir können mit Hilfe eines Modells jedoch den Vorgang numerisch berechnen lassen und so untersuchen.
- Arbeitsauftrag
Untersuchen Sie, in welcher Phase der Bewegung der Energieverlust des Systems besonders groß ist?
Die kinetische Energie oszilliert mit der doppelten Frequenz des Pendels. Die Gesamtenergie ist während des Schwingungsvorgangs konstant. Die Maxima der Energie entsprechen jeweils der Gesamtenergie des Systems.