38. Erzwungene Schwingungen
Für diese Einheit brauchen Sie:
- Cornelsen S. 189-191
- Metzler S. 122
- Internetzugang
- Film "Tacoma Narrows Bridge"
- LeifiPhysik
A. Lesen Sie die Lektion "Erzwungene Schwingungen und Resonanz", Cornelsen S. 189
Notieren Sie in Ihrem Heft:
- Wie muss die Erregerfrequenz gewählt werden, damit der Schwingkreis mit einer maximalen Amplitude schwingt?
- Wie nennt man diesen Zustand?
- Was passiert im Fall einer schwachen Dämpfung bei f_e=f_0?
- Zeichnen Sie den Verlauf der Amplitude einer erzwungenen Schwingung in Abhängigkeit von der Erregerfrequenz.
LK Zeichnen Sie den Verlauf der Phasenverschiebung zwischen Erregerschwingung und erzwungenenr Schwingung. Markieren Sie den Bereich, bei dem die Erregerfrequenz kleiner, gleich und größer als die Eigenfrequenz des Oszillators ist.- Welche Kräfte werden auf den Oszillator ausgeübt?
LK Stellen Sie die DGL einer erzwungenen Schwingung auf und geben Sie Ihre Lösung an.LK Wie lautet die Bewegungsgleichung der erzwungenen Schwingung für große Zeiten? Welche Frequenz stellt sich ein?
B. LK Beantworten Sie die Fragen im LeifiQuiz mündlich
Üben Sie solange am Leifi-Quiz, bis Sie ein gutes Gefühl für das Thema haben.
LEIFI-Quiz "Erzwungene Schwingung"
C. Demo: gekoppelte Pendel.
Ein Spezialfall einer erzwungenen Schwingung stellen die gekoppelten Schwingungen dar. Hier wird die Energie der Schwingung, anhängig von der Kopplungsstärke, zwischen den Oszillatoren hin und her übertragen.
D. Notieren Sie in Ihrem Heft:
- Zeichnen Sie die zeitliche Auslenkung eines gekoppelten Pendels (Cornelsen S.191).
- Geben Sie an, wie Sie die Geschwindigkeit der Energieübergabe zwischen den gekoppelten Pendeln erhöhen können.
E. Demo: gekoppelte Metronome
G: Aufgaben
- Cornelsen A. 5a,b,c S. 210 3 Messreihen einer erregten Schwingung.
- Cornelsen A. 11a S. 211. Resonanz erwünscht und nicht.
- Cornelsen A. 21 a S. 211. Schwingungsdauer T aus Diagramm.