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Eudemische Ethik und Schwingung: Unterschied zwischen den Seiten
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Eine '''Schwingung''' oder '''Oszillation''' ({{laS|''oscillare''}} „schaukeln“) ist eine zeitlich wiederkehrende (periodische oder chaotische) Schwankung einer oder mehrerer Zustandsgrößen um einen Mittelwert. Grundsätzlich sind alle rückgekoppelten [[Systeme]], bei denen der Auslenkung eine entsprechende Rückstellkraft entgegenwirkt, schwingungsfähig. In der [[Physik]] wird ein solches schwingungsfähiges System als '''Oszillator''' bzw. im Fall einer [[sinus]]förmigen '''harmonischen Schwingung''' als '''harmonischer Oszillator''' bezeichnet. | |||
== Charakteristische Größen == | |||
[[Datei:Pisa cathedral - Galileo lamp.jpg|mini|Der schwingende Leuchter im [[w:Dom zu Pisa|Dom zu Pisa]] soll [[Galileo Galilei]] zur Entdeckung der Pendelgesetze angeregt haben]] | |||
Eine periodische Schwingung kann durch die '''Amplitude''' <math>A</math>, die maximale positive oder negative '''Auslenkung''' ('''Elongation''') von der [[Ruhelage]] (d.h. die maximale Abweichung vom Mittelwert), und die '''Periodendauer''' <math>T</math> charakterisiert werden. Der Kehrwert der Periodendauer, die '''Frequenz''' <math>\nu = \frac1T</math>, gibt die Anzahl der Schwingungen pro Zeiteinheit an und wird üblicherweise in [[Wikipedia:Hertz (Einheit)|Hertz]] gemessen ( <math>1\ Hz = s^{-1}</math>). Häufig verwendet man auch die '''Kreisfrequenz''' oder '''Winkelfrequenz''' <math>\omega = 2\pi f = \frac{2\pi}T</math>. | |||
Der '''Phasenwinkel''' <math>\varphi</math>, kurz genannt die '''Phase''', gibt dabei die aktuelle Position innerhalb des periodischen Schwingungsvorgangs an. Eine volle Schwingungsperiode entspricht dem Phasenwinkel <math>2\pi</math>. Zwei Schwingungen gleicher Periodendauer können um ein entsprechende '''Phasenverschiebung''' (auch: '''Phasendifferenz''') <math>\Delta \varphi</math> gegeneinander verschoben sein. | |||
== Beispiele == | |||
Am anschaulichsten ist die '''mechanische Schwingung''' eines [[Körper]]s, etwa eines '''Pendels''' oder '''Federpendels'''. Es können aber auch [[elektrisch]]e und [[magnetisch]]e Feldgrößen schwingen, wie es etwa bei einer '''elektromagnetischen Schwingung''' in einem elektrischen [[Schwingkreis]] der Fall ist. | |||
Eine '''harmonische Schwingung''' entsteht, wenn sich die rückstellende Kraft linear mit der Auslenkung ändert. Sie kann mathematisch durch eine [[Sinusfunktion]] beschrieben werden. Bei einer '''gedämpften Schwingung''', wie sie wegen der stets vorhandenen Reibung in der Praxis meist vorliegt, nimmt die Amplitude mit der Zeit immer mehr ab. Im ''aperiodischen Grenzfall'' (etwa bei einem Stoßdämpfer) bildet sich keine Sinusschwingung aus, sondern die Amplitude sinkt exponentiell gegen Null ab. | |||
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|[[Datei:Pendelschwingung.gif|200px]] | |||
|[[Datei:Schwingungsanimation nogif.svg|350px]][[Datei:HarmonischeSchw.gif|25px]] | |||
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|Schwingung eines Fadenpendels | |||
|Harmonischen Schwingung eines Federpendels | |||
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* | * {{WikipediaDE|Schwingung}} | ||
* [[Periodizität]] | |||
== Literatur == | == Literatur == | ||
* | * Christian Gerthsen, Dieter Meschede: ''Gerthsen Physik.'' 25. Auflage. Springer Spektrum 2015, ISBN 978-3662459768; eBook {{ASIN|B015SSB1AG}} | ||
* | * Douglas C. Giancoli: ''Physik''. 4. Auflage. Pearson Studium 2019. ISBN 978-3868943634; eBook {{ASIN|B07W8LVB6L}} | ||
== Weblinks == | == Weblinks == | ||
* [https://www.abiweb.de/physik-elektromagnetismus/schwingungen-und-wellen/schwingungen/energie-schwingendes-system.html Energie - schwingendes System] auf [https://www.abiweb.de abiweb.de] | |||
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[[Kategorie:Schwingungslehre|!]] | |||
[[Kategorie:Schwingung|!]] | |||
{{Wikipedia}} | {{Wikipedia}} |
Version vom 16. April 2020, 17:02 Uhr
Eine Schwingung oder Oszillation (lat. oscillare „schaukeln“) ist eine zeitlich wiederkehrende (periodische oder chaotische) Schwankung einer oder mehrerer Zustandsgrößen um einen Mittelwert. Grundsätzlich sind alle rückgekoppelten Systeme, bei denen der Auslenkung eine entsprechende Rückstellkraft entgegenwirkt, schwingungsfähig. In der Physik wird ein solches schwingungsfähiges System als Oszillator bzw. im Fall einer sinusförmigen harmonischen Schwingung als harmonischer Oszillator bezeichnet.
Charakteristische Größen
Eine periodische Schwingung kann durch die Amplitude , die maximale positive oder negative Auslenkung (Elongation) von der Ruhelage (d.h. die maximale Abweichung vom Mittelwert), und die Periodendauer charakterisiert werden. Der Kehrwert der Periodendauer, die Frequenz , gibt die Anzahl der Schwingungen pro Zeiteinheit an und wird üblicherweise in Hertz gemessen ( ). Häufig verwendet man auch die Kreisfrequenz oder Winkelfrequenz .
Der Phasenwinkel , kurz genannt die Phase, gibt dabei die aktuelle Position innerhalb des periodischen Schwingungsvorgangs an. Eine volle Schwingungsperiode entspricht dem Phasenwinkel . Zwei Schwingungen gleicher Periodendauer können um ein entsprechende Phasenverschiebung (auch: Phasendifferenz) gegeneinander verschoben sein.
Beispiele
Am anschaulichsten ist die mechanische Schwingung eines Körpers, etwa eines Pendels oder Federpendels. Es können aber auch elektrische und magnetische Feldgrößen schwingen, wie es etwa bei einer elektromagnetischen Schwingung in einem elektrischen Schwingkreis der Fall ist.
Eine harmonische Schwingung entsteht, wenn sich die rückstellende Kraft linear mit der Auslenkung ändert. Sie kann mathematisch durch eine Sinusfunktion beschrieben werden. Bei einer gedämpften Schwingung, wie sie wegen der stets vorhandenen Reibung in der Praxis meist vorliegt, nimmt die Amplitude mit der Zeit immer mehr ab. Im aperiodischen Grenzfall (etwa bei einem Stoßdämpfer) bildet sich keine Sinusschwingung aus, sondern die Amplitude sinkt exponentiell gegen Null ab.
Schwingung eines Fadenpendels | Harmonischen Schwingung eines Federpendels | Zeitlicher Verlauf einer gedämpften Schwingung |
Siehe auch
- Schwingung - Artikel in der deutschen Wikipedia
- Periodizität
Literatur
- Christian Gerthsen, Dieter Meschede: Gerthsen Physik. 25. Auflage. Springer Spektrum 2015, ISBN 978-3662459768; eBook ASIN B015SSB1AG
- Douglas C. Giancoli: Physik. 4. Auflage. Pearson Studium 2019. ISBN 978-3868943634; eBook ASIN B07W8LVB6L
Weblinks
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