11.11
Wenn die Position eines Systems durch eine unabhängige Variable definiert ist, hat es einen Freiheitsgrad. Seine potentielle Energiefunktion kann dann gegen diese Variable aufgetragen werden.
Wenn das System das Gleichgewicht erreicht, ist die Steigung der Funktion an dieser Position Null.
Die Stabilität der Gleichgewichtskonfiguration kann mit Hilfe der zweiten Ableitung der potentiellen Energiefunktion in Bezug auf die Variable untersucht werden.
Wenn die zweite Ableitung positiv ist, ist die potentielle Energie minimal und das System befindet sich in einer stabilen Gleichgewichtskonfiguration.
Umgekehrt, wenn die zweite Ableitung negativ ist, ist die potentielle Energie maximal. Dies impliziert eine instabile Gleichgewichtskonfiguration.
Wenn die zweite Ableitung Null ist, müssen Derivate höherer Ordnung bewertet werden.
Wenn die erste Ableitung ungleich Null positiv ist und eine gerade Ordnung hat, ist die Gleichgewichtskonfiguration stabil.
Wenn die erste Ableitung ungleich Null negativ ist und eine ungerade oder gerade Ordnung hat, ist sie instabil.
Wenn alle Ableitungen höherer Ordnung Null sind, hat das System ein neutrales Gleichgewicht erreicht. Dabei bleibt die potentielle Energiefunktion um die Gleichgewichtsposition konstant.
In der Maschinenbautechnik bilden Ein-Freiheitsgrad-Systeme die Grundlage für eine Vielzahl von elektrischen und mechanischen Komponenten. Mit Hilfe d…
Urheberrecht © 2026 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten.