15.1
Wenn sich bewegende Objekte ihren Weg über einen regelmäßigen Zeitraum wiederholen, spricht man von harmonischer oder periodischer Bewegung. Die periodische Bewegung, bei der sich ein Objekt von einem festen Punkt hin und her bewegt, wird als Oszillation bezeichnet.
Wenn die Rückstellkraft auf das Objekt proportional zur Verschiebung aus der Gleichgewichtsposition ist, wird die Schwingung als einfache harmonische Bewegung bezeichnet. Allerdings sind nicht alle periodischen Schwingungen einfache harmonische Bewegungen.
Stellen Sie sich ein Lineal vor, bei dem ein Ende an der Tischplatte befestigt ist und das andere frei mit einer angehängten Masse versehen ist. Wenn dieses System hochgezogen und losgelassen wird, vibriert es.
Dabei ist die Beschleunigung auf das Schwingungszentrum gerichtet und proportional zur Verschiebung aus der Gleichgewichtsposition. Dadurch ist die Kraft proportional zur Verschiebung, aber in die entgegengesetzte Richtung. Die Proportionalitätskonstante ist die Federkonstante.
Eine vollständige Schwingung wird als Zyklus bezeichnet, und die Zeit, die benötigt wird, um einen Zyklus abzuschließen, wird als Periode bezeichnet. Die Anzahl der Zyklen pro Zeiteinheit ist die Häufigkeit.
Im Gleichgewicht ist die Nettokraft Null. Die maximale Verschiebung aus der Gleichgewichtsposition ist die Amplitude.
Einfache harmonische Bewegung ist die Bezeichnung für die oszillatorische Bewegung eines Systems, bei dem die resultierende Kraft durch das Hookesche…
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