• harmonische Schwingungen
  • DanielSzredzinski
  • 19.08.2024
  • Physik
  • Qualifikationsphase 1
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Baue mit dem be­kann­ten Ex­pe­ri­men­tier­kof­fer ein Feder-​Masse-Pendel auf. Ver­wen­de die App Viana 2 zu Vi­deo­ana­ly­se und er­stel­le ein t-​s-Diagramm und ein t-​v-Diagramm.

1
Be­stim­me die Pe­ri­oden­dau­er  und die Am­pli­tu­de .
2
Be­rech­ne die Fre­quenz  und die Kreis­fre­quenz .
3
Stel­le die Be­we­gungs­glei­chun­gen für die Aus­len­kung und Ge­schwin­dig­keit auf (siehe For­mel­samm­lung). Hier­für neh­men wir vor­erst an, dass es sich um eine har­mo­ni­sche Schwin­gung han­delt und ver­nach­läs­si­gen einen mög­li­chen Null­pha­sen­win­kel.
4
Ver­glei­che die ma­xi­ma­le Ge­schwin­dig­keit aus der Be­we­gungs­glei­chung mit dem Wert aus der Vi­deo­ana­ly­se.
5
Stel­le die auf­ge­stell­ten Be­we­gungs­glei­chun­gen mit Hilfe dei­nes Ta­schen­rech­ners gra­fisch dar. Ver­glei­che die Dar­stel­lung des Ta­schen­rech­ners mit der Dar­stel­lung durch die Vi­deo­ana­ly­se. Be­ur­tei­le in die­sem Zu­sam­men­hang, ob es sich bei dem Feder-​Masse-Pendel um eine har­mo­ni­sche Schwin­gung han­delt.
6
Stel­le die Be­we­gungs­glei­chung für die Be­schleu­ni­gung auf und skiz­zie­re die Gra­fen aller drei Be­we­gungs­glei­chun­gen un­ter­ein­an­der, so­dass du die Ver­läu­fe mit­ein­an­der ver­glei­chen kannst.
7
Be­stä­ti­ge mit Hilfe der Dia­gram­me be­grün­det, dass fol­gen­de Glei­chun­gen für das Feder-​Masse-Pendel gel­ten:
 und 
x