Frage zum Federschwinger?
Hallo,
Und zwar hätte ich eine Frage zu der Entstehung von Schwingungen bei einem Felderschwinger.
Wenn man den Schwingkörper in dem unteren Umkehrpunkt loslässt, wie entsteht da die Schwingung und vorallem durch welche Kräfte entsteht sie?
Ich bedanke mich schonmal im Vorfeld für alle Antworten.
LG
2 Antworten
Auf die schwingende Masse wirkt die rücktreibende Kraft
in Abhängigkeit von der Auslenkung x. Schwingt die Masse in vertikaler Richtung, kommt noch die konstante Gewichtskraft hinzu, welche aber an der Frequenz bzw. der Periodendauer nichts ändert, sie verschiebt lediglich denn Nullpunkt der Schwingung (er liegt mit Schwerkraft um den Abstand m*g/k unterhalb der Höhe, welche die entspannte Feder ohne Masse hätte).
Lässt Du die Masse unterhalb des Nullpunkts aus der Ruhe los, ist das der untere Umkehrpunkt der Schwingung. Dort ist die potentielle Energie der Schwingung maximal, die kinetische Energie ist gleich 0. Die Masse wird durch die Federkraft nach oben beschleunigt (genauer Federkraft minus Gewichtskraft). Im Nullpunkt herrscht Kräftgleichgewicht, die Gewichtskraft und die Federkraft sind betragsmässig gleich gross. Dort ist die potentielle Energie gleich null, die kinetische Energie maximal. Die Masse schwingt weiter nach oben mit umgekehrter Beschleunigung, bis der obere Umkehrpunkt erreicht ist.
Die Schwingung entsteht, weil die Feder mit der Federkraft nach oben wirkt. Stärker, als die Gewichtskraft nach unten. Das führt zu einer Bewegung des anhängenden Körpers nach oben und durch die Trägheit auch durch den Nullpunkt, also dort wo Federkraft = Gewichtskraft gilt.