31. Die harmonische Schwingung
Für diese Einheit brauchen Sie:
- Cornelsen S.183
A Formulieren Sie die Schwingungsgleichung
Formulieren Sie die Schwingungsgleichung für das horizontale Federpendel
B. LK Leiten Sie die Schwingungsgleichung her
Leiten Sie die Schwingungsgleichung am Beispiel eines horizontalen Federpendels her.
C. Notieren Sie im Heft:
Was charakterisiert eine harmonische Schwingung?
D. Übungen
-
Zeichnen Sie die Auslenkung y(t) eines Federpendels in demselben Koordinatensystem mit folgenden Angaben:
AngabenZeitintervall 0 Sekunden < t < 2π Sekunden
Masse m=1 kg Amplitude A=0,05 m
für D=1 N/m, D=4 N/m und D=9 N/m
-
Bestimmen Sie die Federkonstante D so, dass ein Federpendel der Masse m=1kg mit der Frequenz f=1 Hz schwingt. Lösung einblenden
E. Videoanalyse eines Federpendels
Bestimmen Sie die Frequenz und die Periode T aus dem Graphen. Modellieren Sie eine Sinus-Funktion, die die Messwerte beschreibt. Bestimmen Sie die Federkonstante D aus der Funktion.
F. Diskutieren Sie
Beschreiben Sie den Verlauf der Kurven in der Abb. 184.2.
G. Aufgaben
Aufgaben Cornelsen Seite 193 Aufgaben Cornelsen Seite 210
| Niveau | KCGO Verweise |
|---|---|
| GK/LK: | zeitlicher Verlauf einer harmonischen Schwingung |
| GK/LK: | lineare Rückstellkraft als Kriterium für harmonische Schwingungen |
| GK/LK: | Abhängigkeit der Periodendauer von systembeschreibenden Größen (Erarbeitung im Schülerexperiment an einem Beispiel) |
| LK: | Differenzialgleichung der ungedämpften harmonischen Schwingung (Lösung mithilfe eines Lösungsansatzes) |