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Nachricht |
| TomS |
Verfasst am: 24. März 2026 05:29 Titel: |
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Was Qubit sagt ist nicht ganz präzise und nicht einfach zu sehen.
Man startet mit der Bewegungsgleichung
und der Gesamtenergie
Ableiten und Verwenden der Bewegungsgleichung liefert
Für genügend schwache Dämpfung betrachtet man die Schwingung über einen kurzen Zeitraum und setzt Energie E und Amplitude A näherungsweise als konstant an:
Man mittelt* über diesen kurzen Zeitraum und erhält
und damit einen exponentiellen Abfall der gemittelten Energie und der Amplitude
* Das zeitliche Mittel einer Funktion f ist definiert als
Setzt man über einen genügend kurzen Zeitraum eine harmonische Schwingung an
so führt dies auf das Integral
Unter der Voraussetzung genügend schwacher Dämpfung darf man das über eine Periode auswerten und erhält das oben verwendete Ergebnis
Man kann sich überlegen, dass die oben verwendete Voraussetzung der konstanten Amplitude über eine Periode T gerade der Voraussetzung schwacher Dämpfung
entspricht. |
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| DrStupid |
Verfasst am: 24. März 2026 00:46 Titel: Re: Schwingfall - Abnahme der Amplitude |
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| ralle hat Folgendes geschrieben: | | ich würde euch gerne fragen, weshalb die Amplitude eines Oszillators, im Schwingfall exponentiell und nicht z.B. linear abnimmt. |
Das hängt von der Art der Dämpfung ab. Wenn die Bremsbeschleunigung proportional zur Geschwindigkeit ist (wie in den obigen Antworten angenommen), dann nimmt die Amplitude exponentiell ab. Ist ihr Betrag dagegen konstant (z.B. bei einem Federschwinger, der auf einer horizontalen Unterlage hin und her schleift), dann nimmt die Amplitude linear ab. |
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| Qubit |
Verfasst am: 23. März 2026 18:21 Titel: |
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| Qubit hat Folgendes geschrieben: |  |
PS: eine Aufgabe für dich wäre jetzt, in diesem "Schwinger-Modell" mit das k für die Amplituden mal konkret zu bestimmen.. |
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| Qubit |
Verfasst am: 23. März 2026 17:21 Titel: |
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Gute Frage, was das "anschauliche Verständnis" angeht..
Besser als die Kraft hilft da vielleicht der Energieverlust. Der ist hier eben nicht konstant sondern nimmt linear mit der (mechanischen) Energie selbst ab , was zu einem exponentiellen Abfall in der Amplitude führt. |
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| Steffen Bühler |
Verfasst am: 23. März 2026 09:09 Titel: |
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Willkommen im Physikerboard!
Ja, die Betrachtung der Kräfte ist eine gute Idee! Im ungedämpften Fall gilt ja
Es muss also zu jedem Zeitpunkt die Schwerkraft (Masse mal Beschleunigung) gleich der negativen Rückholkraft (Federkonstante mal Weg) sein.
Diese Differentialgleichung kann nur von bestimmten Zeitfunktionen erfüllt werden, zum Beispiel eben vom Sinus, denn zu dem ist die zweite Ableitung jederzeit negativ, von einem Faktor abgesehen.
Die Dämpfung ist nun geschwindigkeitsproportional, hier gilt also
Und das geht eben nur auf, wenn die Zeitfunktion ein exponentiell abklingender Sinus ist.
Viele Grüße
Steffen |
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| ralle |
Verfasst am: 23. März 2026 07:28 Titel: Schwingfall - Abnahme der Amplitude |
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Meine Frage: Hallo an alle,
ich würde euch gerne fragen, weshalb die Amplitude eines Oszillators, im Schwingfall exponentiell und nicht z.B. linear abnimmt.
Liebe Grüße
Meine Ideen: Würde es was bringen, sich die Kräfteverteilung anzuschauen? |
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