Mass-spring oscillations
Masse-Feder-Schwingungen
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Zielsetzung:
Das Experiment wurde entworfen, um Informationen über das Bewegungsverhalten
eines Körpers, der an einer Feder hängt, zu erhalten.
Die Idee besteht darin, einfache harmonische Schwingungen zu untersuchen
und dabei zu beobachten, wie sich Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung
in Abhängigkeit von der Zeit entwickeln, wie potenzielle Energie (elastische
oder Lageenergie) in kinetische Energie oder umgekehrt umgeformt werden kann.
Darüber hinaus bietet diese Untersuchung die Möglichkeit eine Echtzeit-Datengewinnung
mit einem Entfernungsmesser (SONAR, CBR) zu nutzen.
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Ihnen wird gezeigt, wie Sie ein grundlegendes Experiment zu den Schwingungen eines
Körpers, der an einer Feder hängt, durchführen und die experimentellen
Daten analysieren können. Das wird Sie mit den grundlegenden Fakten und Konzepten
zu diesem Phänomen vertraut machen. Um zu untersuchen, wie die Schwingungshäufigkeit
von der Wahl verschiedener Systemkomponenten beeinflusst wird, kann man das
Experiment variieren:
- Die Art der Feder (Hookesches
Gesetz )
- Die Körpermasse
- Das Körpervolumen
- Die Anordnung einer Gruppe von Federn (seriell oder parallel)
Ein tieferes Verständnis der harmonischen Bewegung wird erreicht,
wenn das Verhalten des Masse-Feder-Systems mit anderen Schwingungssystemen
wie
- dem Pendel
- dem Wilberforce-Pendel
- dem springenden Ball Ballsprung
- dem Maxwellsches Rad
- dem Atwood-Oszillator
- dem Schaukelbrett
verglichen wird.
Einige davon werden in den LEPLA-Materialien vorgestellt oder Sie finden Referenzen
in den Anleitungen für Lehrer.
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