Erzwungene Schwingungen

Stellen Sie sich vier Pendel vor, die an eine Schnur gebunden und an einer starren Stütze aufgehängt sind. Seien die Längen von Pendel A und C identisch, während Pendel B und D unterschiedliche Längen haben.

Wenn das Pendel A verschoben wird, schwingt es frei mit einer Eigenfrequenz. Die Eigenfrequenz ist die Frequenz, bei der das Pendel ohne jegliche Dämpfung oder Antriebskraft auf natürliche Weise schwingt.

Die Energie des Pendels A wird auf die anderen Pendel übertragen, wodurch sie gezwungen werden, mit einer Antriebsfrequenz zu schwingen. Diese Schwingungen, die durch die äußere Antriebskraft des Pendels A entstehen, werden als erzwungene Schwingungen bezeichnet.

Die auf die Pendel wirkende Antriebskraft kann durch die periodisch variierende Kraft mit der Amplitude F₀ und die treibende Kreisfrequenz dargestellt werden.

Durch Addieren der erhaltenen Antriebskraft zu den Kraftgleichungen des gedämpften harmonischen Oszillators erhält man die Bewegungsgleichung des erzwungenen Oszillators.