Schwingungen

Das Wichtigste kurz erklärt

Schwingungen in 3 Schritten – mit Beispielen.

1. Was ist eine Schwingung?

   Eine mechanische Schwingung ist eine periodische Hin- und Herbewegung um eine Ruhelage, z. B. beim Feder- oder Fadenpendel.

   Die Schwingungsdauer eines Fadenpendels hängt von seiner Länge ab.

2. Frequenz und Periode

   Die Periodendauer T ist die Zeit für eine Schwingung, die Frequenz f die Zahl der Schwingungen pro Sekunde. Es gilt f = 1/T (Einheit Hertz).

   T = 0,2 s → f = 1/0,2 = 5 Hz.

3. Amplitude und Resonanz

   Die Amplitude ist der größte Ausschlag. Stößt man im Takt der Eigenfrequenz an, schaukelt sich die Schwingung auf – das ist Resonanz.

   Eine Schaukel im richtigen Takt anstoßen.

Übungsaufgaben mit Lösungen

10 Beispielaufgaben aus diesem Thema – erst selbst überlegen, dann die Lösung aufklappen.

1. Was ist eine mechanische Schwingung?

   • Aeine periodische Hin- und Herbewegung um eine Ruhelage
   • BStillstand
   • Ceine gleichförmige Bewegung
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   Richtig: A – eine periodische Hin- und Herbewegung um eine Ruhelage

   Periodische Bewegung.

2. Frequenz und Periode: f = 1 / ___Antwort: Größe

   Lösung anzeigen

   Lösung: T

   f = 1/T.

3. Die Einheit der Frequenz ist das ___.Antwort: Einheit

   Lösung anzeigen

   Lösung: Hertz

   Hertz (Hz).

4. Beim Schwingen wandeln sich ineinander um …

   • ALicht und Wärme
   • BLage- und Bewegungsenergie
   • CSchall und Strom
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   Richtig: B – Lage- und Bewegungsenergie

   Ständiger Wechsel: in den Umkehrpunkten maximale Lageenergie, im Durchgang maximale Bewegungsenergie.

5. Welche Größe bleibt bei einer ungedämpften Schwingung gleich?

   • Adie Amplitude
   • Bdie Temperatur
   • Cdie Farbe
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   Richtig: A – die Amplitude

   Ohne Reibung geht keine Energie verloren → die Amplitude (der Ausschlag) bleibt konstant.

6. Was ist die Periodendauer?

   • Adie größte Auslenkung
   • Bdie Tonhöhe
   • Cdie Zeit für eine vollständige Schwingung
   • Ddie Lautstärke
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   Richtig: C – die Zeit für eine vollständige Schwingung

   Die Periodendauer T ist die Zeit pro Schwingung.

7. Wie hängen Frequenz und Periodendauer zusammen?

   • Af = 1 : T
   • Bf = T²
   • Cf = T + 1
   • Df = T
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   Richtig: A – f = 1 : T

   Die Frequenz ist der Kehrwert der Periodendauer.

8. Was bewirkt eine längere Pendelschnur?

   • Aeine längere Schwingungsdauer
   • Beine kürzere Schwingungsdauer
   • Cgar keine Schwingung
   • Dmehr Lautstärke
   Lösung anzeigen

   Richtig: A – eine längere Schwingungsdauer

   Länger = langsamere Schwingung.

9. Was ist eine erzwungene Schwingung?

   • Aeine Schwingung ganz ohne Ursache
   • Beine Schwingung durch eine äußere Anregung
   • Ceine Gerade
   • Dein Stillstand
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   Richtig: B – eine Schwingung durch eine äußere Anregung

   Eine äußere Kraft regt sie an.

10. Begründe, warum ein längeres Pendel langsamer schwingt.

    • Aweil es schwer ist
    • Bweil ein längeres Pendel grundsätzlich überhaupt nicht mehr schwingen kann
    • Cweil seine Schwingungsdauer mit der Länge zunimmt
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    Richtig: C – weil seine Schwingungsdauer mit der Länge zunimmt

    Länger = größere Schwingungsdauer.

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