15.13
Stellen Sie sich einen Holzscheit vor, der auf der Wasseroberfläche schwimmt. Wenn man ihn nach unten drückt und auf und ab wippen lässt, schwingt er um seine mittlere Position. Im Laufe der Zeit verringert die dissipative Kraft die Amplitude der Schwingung und kann durch die Gleichung der gedämpften harmonischen Bewegung beschrieben werden.
Wenn der Imaginärteil beim Lösen ungleich Null ist, erhält man die allgemeine Lösung für die Differentialgleichung relativ zur Position und der Kreisfrequenz innerhalb der zeitabhängigen exponentiellen Zerfallshüllkurve
.Abhängig von der Kreisfrequenz weist das System unterschiedliche Dämpfungsbedingungen auf. Wenn die Dämpfungskraft gering ist, ähnelt die Kreisfrequenz der Eigenfrequenz. Daher oszilliert das System unter unterdämpften Bedingungen mit abklingender Amplitude, nachdem es einige mögliche Zyklen durchlaufen hat.
In kritischen Dämpfungszuständen sind die Dämpfungs- und Rückstellkräfte gleich, und die Kreisfrequenz wird Null, wodurch die Schwingungen des Systems exponentiell ausklingen
.Auf der anderen Seite ist die Dämpfkraft bei überdämpften Bedingungen relativ groß, wodurch das System langsam ins Gleichgewicht kommt.
Wenn die Dämpfung in einem System allmählich erhöht wird, werden Periode und Frequenz beeinflusst, da die Dämpfung der Hin- und Herbewegung entgegenwi…
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