Schwingungen Und Wellen at University Of Vienna | Flashcards & Summaries

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Lernmaterialien für Schwingungen und Wellen an der University of Vienna

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Wie werden Schwingungen definiert?

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Unter Schwingung versteht man wie eingangs erwähnt eine periodische Bewegung - meist um einen Gleichgewichtpunkt herum. Der Begriff Schwingung bezeichnet dabei im engeren Sinn, mechanische Oszillationen, bei denen ein Objekt sich wiederholt bewegt. Allerdings findet hier, im Gegensatz zu den Wellen, KEINE Ausbreitung im Raum statt. Bekannte Beispiele für Schwingungen bzw. Oszillationen sind ein schwingendes Pendel bzw. Wechselstrom.

Eine Schwingung besitzt immer eine Frequenz (=Schwingungen pro Minute). Die Formel dazu ist:

𝑓=1/𝑇

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Was sind Oszillatoren?

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Um ein Körper in Schwingung zu bringen, muss dieser aus Schwingungsfähigen Teilchen aufgebaut sein. Diese Teilchen werden Oszillatoren bezeichnet und besitzen auch Gleichgewichtslage. Es muss auch eine rücktreibende Kraft geben, die der Auslenkung entgegenwirkt.

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Was wird als harmonische Schwingung bezeichnet?


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Das sind Schwingungen, die mit einer Sinusfunktion beschrieben werden kann. Das ist meist der Fall wenn die rücktreibende Kraft proportional zur Auslenkung ist. Es entsteht eine Schwingung, die, wenn sie nicht durch Reibung oder andere Energieverluste gehemmt wird, unbegrenzt andauert.

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Wie wird eine ungedampfte Schwingung beschrieben?

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Hier liegt keine Dämpfung bzw Reibung vor. Dadurch geht keine Energie verloren: Eges=const.

Amplitude und Schwingung gleich, aber in der realen werden mech. Schwingungen gedämpft 

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Was ist eine freie Schwingung?

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Wenn eine Schwingung in  Ruhe gelassen wird und nicht von außen beeinflusst wird spricht man von einer freien Schwingung.

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Was ist ein Merkmal von gedämpften Schwingungen?

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Ziel ist die Schwingungen exponentiell zum sinken zu bringen. Dabei verlangsamt die Luftreibung die Bewegung des Systems, indem sie die kinetische Energie der Schwingung als Wärmeenergie in die Umgebung abgibt. Die Geschwindigkeit der Schwingung nimmt dabei proportional zur wirkenden Reibungskraft ab, die gleichzeitig auch der Rückstellkraft der Schwingung entgegenwirkt.

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Was ist eine erzwungene Schwingung?


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Schwingungen muss in Gang gesetzt bzw erzwungen werden, um eine Schwingung zu erhalten. Diese kann einmalig, periodisch oder zufällig sein 

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Das Pendel: Woraus besteht dass Federpendel?

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Ein Federpendel besteht aus einer Feder und eine daran befestigte Masse. Damit ist der Oszillator diese befestigte Masse. Die Gleichgewichtslage wird hier meist als Ruhelage bezeichnet. Die rücktreibende Kraft ist die Federkraft und sie ist direkt proportional zur Auslenkung. 

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Das Pendel: Wie lautet die Formel für das Federpendel?

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Ffeder= D . y

D: Federkonstante

y: vertikale Auslenkung  

und durch lösen der Bewegungsgleichung: 

Ffeder= D . y = m . a


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Fadenpendel:  Woraus besteht das Fadenpendel?

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Das Fadenpendel besteht aus einem Faden und einer daran befestigten Masse. Die Gleichgewichtslage dient wieder als Ruhelage: Die rücktreibende kRaft ist in diesem Fall der tangentielle Anteil der Gravitationskraft: wieder wird die rücktreibende Kraft als direkt proportional zur Auslenkung angenommen.

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Was versteht man unter Wellen?

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Unter Wellen versteht man Schwingungen, die sich im Raum ausbreiten – also gekoppelte Oszillatoren. Ihre Ausbreitungsrichtung kann ein-, zwei- und dreidimensional sein. Sie kommen in zwei verschiedene Formen vor

  • Longitudinalwellen
  • Transversalwellen
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Wie werden Transversalwellen beschrieben?

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Die Schwingung einer Saite einer Gitarre ist das klassische Beispiel für die Transversalwelle – aber auch Licht als elektromagnetische Welle und Röntgenstrahlen sind Transversalwellen. Die Schwingung der Transversalwelle ist senkrecht zur Ausbreitungsrichtung.

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Beispielhafte Karteikarten für deinen Schwingungen und Wellen Kurs an der University of Vienna - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Wie werden Schwingungen definiert?

A:

Unter Schwingung versteht man wie eingangs erwähnt eine periodische Bewegung - meist um einen Gleichgewichtpunkt herum. Der Begriff Schwingung bezeichnet dabei im engeren Sinn, mechanische Oszillationen, bei denen ein Objekt sich wiederholt bewegt. Allerdings findet hier, im Gegensatz zu den Wellen, KEINE Ausbreitung im Raum statt. Bekannte Beispiele für Schwingungen bzw. Oszillationen sind ein schwingendes Pendel bzw. Wechselstrom.

Eine Schwingung besitzt immer eine Frequenz (=Schwingungen pro Minute). Die Formel dazu ist:

𝑓=1/𝑇

Q:

Was sind Oszillatoren?

A:

Um ein Körper in Schwingung zu bringen, muss dieser aus Schwingungsfähigen Teilchen aufgebaut sein. Diese Teilchen werden Oszillatoren bezeichnet und besitzen auch Gleichgewichtslage. Es muss auch eine rücktreibende Kraft geben, die der Auslenkung entgegenwirkt.

Q:

Was wird als harmonische Schwingung bezeichnet?


A:

Das sind Schwingungen, die mit einer Sinusfunktion beschrieben werden kann. Das ist meist der Fall wenn die rücktreibende Kraft proportional zur Auslenkung ist. Es entsteht eine Schwingung, die, wenn sie nicht durch Reibung oder andere Energieverluste gehemmt wird, unbegrenzt andauert.

Q:

Wie wird eine ungedampfte Schwingung beschrieben?

A:

Hier liegt keine Dämpfung bzw Reibung vor. Dadurch geht keine Energie verloren: Eges=const.

Amplitude und Schwingung gleich, aber in der realen werden mech. Schwingungen gedämpft 

Q:

Was ist eine freie Schwingung?

A:

Wenn eine Schwingung in  Ruhe gelassen wird und nicht von außen beeinflusst wird spricht man von einer freien Schwingung.

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Q:

Was ist ein Merkmal von gedämpften Schwingungen?

A:

Ziel ist die Schwingungen exponentiell zum sinken zu bringen. Dabei verlangsamt die Luftreibung die Bewegung des Systems, indem sie die kinetische Energie der Schwingung als Wärmeenergie in die Umgebung abgibt. Die Geschwindigkeit der Schwingung nimmt dabei proportional zur wirkenden Reibungskraft ab, die gleichzeitig auch der Rückstellkraft der Schwingung entgegenwirkt.

Q:

Was ist eine erzwungene Schwingung?


A:

Schwingungen muss in Gang gesetzt bzw erzwungen werden, um eine Schwingung zu erhalten. Diese kann einmalig, periodisch oder zufällig sein 

Q:

Das Pendel: Woraus besteht dass Federpendel?

A:

Ein Federpendel besteht aus einer Feder und eine daran befestigte Masse. Damit ist der Oszillator diese befestigte Masse. Die Gleichgewichtslage wird hier meist als Ruhelage bezeichnet. Die rücktreibende Kraft ist die Federkraft und sie ist direkt proportional zur Auslenkung. 

Q:

Das Pendel: Wie lautet die Formel für das Federpendel?

A:

Ffeder= D . y

D: Federkonstante

y: vertikale Auslenkung  

und durch lösen der Bewegungsgleichung: 

Ffeder= D . y = m . a


Q:

Fadenpendel:  Woraus besteht das Fadenpendel?

A:

Das Fadenpendel besteht aus einem Faden und einer daran befestigten Masse. Die Gleichgewichtslage dient wieder als Ruhelage: Die rücktreibende kRaft ist in diesem Fall der tangentielle Anteil der Gravitationskraft: wieder wird die rücktreibende Kraft als direkt proportional zur Auslenkung angenommen.

Q:

Was versteht man unter Wellen?

A:

Unter Wellen versteht man Schwingungen, die sich im Raum ausbreiten – also gekoppelte Oszillatoren. Ihre Ausbreitungsrichtung kann ein-, zwei- und dreidimensional sein. Sie kommen in zwei verschiedene Formen vor

  • Longitudinalwellen
  • Transversalwellen
Q:

Wie werden Transversalwellen beschrieben?

A:

Die Schwingung einer Saite einer Gitarre ist das klassische Beispiel für die Transversalwelle – aber auch Licht als elektromagnetische Welle und Röntgenstrahlen sind Transversalwellen. Die Schwingung der Transversalwelle ist senkrecht zur Ausbreitungsrichtung.

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