Warum schwingt in dieser Demonstration der Erreger mit höherer Frequenz als der Pendel?
https://www.youtube.com/watch?v=eSrWweal1uY
Bei Minute 16:40, sollte bei einer erzwungenen Schwingung der Schwinger nicht mit gleicher Frequenz wie Erreger schwingen? Wenn ich da aber mal vergleiche macht der Rotor deutlich mehr Umdrehungen pro Sekunden als das der Pendel eine volle Periode durchläuft.
2 Antworten
Berichtigung
LG H.
Danke :-) ich bin gespannt und falls Aussage b zutrifft, Frage ich mich warum es in dem Video bei 16:40 nicht so aussieht als würdem Erreger und Pendel mit gleicher Frequenz laufen. (Übrigens cool das du die Antworten im LaTeX Editor? formulierst, habe ich hier auch noch nie gesehen)
Bzw. momentan stehen ja folgende Aussagen zur Verfügung:
Bei einer erzwungenen Schwingung, a) schwingt der Schwinger stets mit seiner Eigenfrequenz bei beliebiger Erregerfrequenz und ändert nur seine Amplitude oder b) schwingt der Schwinger stets mit der gleichen Frequenz wie die des Erregers und ändert entsprechend der Erregerfrequenz seine Amplitude (größte amplitude beim Sonderfall Erregerfrequenz = Eigenfrequenz, um diesen Punkt fällt die Amplitude auf beiden Seiten)?
Welche Schlussfolgerung kann aus dem o.g. Video gezogen werden? Leider kann ich es nicht ansehen. Ich müsste demnach meine Aussage nicht berichtigen.
LG H.
Das kann ich leider nicht so Festmachen :/ eigentlich denke ich ja dass (wie auch leifi es formuliert) Aussage b richtig ist, dennoch sieht es in dem Experiment des Videos komisch aus, daher meine Frage. Vielleicht kannst du es dir später anschauen (oder auf den Text auf YouTube anschauen klicken falls das dass Problem ist). Es geht um die Stelle bei Minute 16:40.
Hier nochmal der nicht eingebettete Link: https://youtu.be/eSrWweal1uY?si=4r70HjApvzFMSEDo
Auf YouTube (https://youtu.be/eSrWweal1uY?si=4r70HjApvzFMSEDo) suche nach: Uni Wien Physik PH I - 30 und gehe auf Minute 16:40
Danke für den Link. Es ist für mich deutlich erkennbar, dass sich in diesem Experiment die Erregerfrequenz deutlich von der Eigenfrequenz unterscheidet.
help !
Für mich auch komischerweise. Ich habe gerade noch eine zu leifi äquivalente Aussage gefunden, die jedoch dieser Beobachtung im Video wiederspricht:
Forced oscillations occur when an oscillating system is driven by a periodic force that is external to the oscillating system. In such a case, the oscillator is compelled to move at the frequency νD = ωD/2π of the driving force.
In der Tat heißt es hier, dass das schwingfähige System mit w_D/2pi , also mit der Erregerfrequenz oszilliert. Es wäre in diesem Zusammenhang interessant, erzwungene elektrische Schwingungen mit dem Oszilloskop sichtbar zu machen. Aussagen zur Frequenz der erzwungenen Schwingung am elektrischen Schwingkreis könnten leicht gemacht werden.
Im Video ist nicht erkennbar, dass das schwingfähige System mit der Erregerfrequenz schwingt. Der Grund dafür ist m.E. die elastische Kopplung zwischen dem Erregerschwinger und dem Federschwinger. Die als Kopplung verwendete Feder bewirkt, dass sich zwei Schwingungen überlagern. Das ist besonders bei niedriger Erregerfrequenz daran erkennbar, dass der Federschwinger keine harmonische Schwingung ausführt, was auf die Überlagerung von Schwingungen hindeutet. Zur Demonstration ist deshalb m. E. das Experiment ungeeignet, um nachzuweisen, dass der Federschwinger mit der Erregerfrequenz schwingt. Ich hoffe, dass ich damit richtig liege.
LG H.
Also:
- nur für (irgend)eine erzwungene Schwingung (mit niedriger Amplitude) braucht die Erregerfrequenz nicht gleich der Resonanzfrequenz zu sein. Dabei resultiert einfach nicht die maximale Amplitude
- erst wenn die Erregerfrequenz gleich der Resonanzfrequenz ist, kommt es zur Resonanz. Und wenn die Dämpfung zu klein ist, kommt es zur Resonanzkatastrophe, also zur Zerstörung des Schwingers.
Hier sieht man auch die leichte Verschiebung des Maximums bei verschiedenen Dämpfungen.
Beim Vorgang um 16:40 muss man folgendes beachten:
- Die Einrichtung ist meines Erachtens unglücklich gewählt. Das System mit der Kugel am Pendel und zwischen den Federn hat eine bestimmte Eigenfrequenz, ok. Aber rücktreibende Kräfte sind hier zwei vorhanden: die Gravitation durch die Anhebung der Kugel, plus die beiden Federkräfte (vor allem Zug, ev. auch Druck).
- Gleichzeitig wird die eine Feder zur Einkopplung der Anregung verwendet. Das verfälscht schon mal das Resultat.
- Viel simpler und anschaulicher und auch zum Selbermachen direkt nachvollziehbar und spürbar ist das senkrechte Federpendel mit senkrechter Anregung. Dass dabei das ganze System noch auf und ab bewegt, ist nicht relevant; man kann Feder+Gewicht selber als Bezugssystem nehmen, nicht die Umgebung.
- Z.B. hier
https://www.youtube.com/watch?v=voo9A7_qK-8
- Da kann man selber testen, dass das System sicher irgendwie schwingen muss: mit der Eigenfrequenz, aber kleiner und vor allem unregelmässiger Amplitude!
Oh ok, dass ist interessant. Auf leifi Physik habe ich nämlich vorhin das hier gelesen:
https://www.leifiphysik.de/mechanik/kopplung-von-schwingungen/grundwissen/erzwungene-schwingung
Du schreibst jetzt jedoch, der Schwinger schwingt stets mit der Eigenfrequenz f0?