Anfangsbedingungen und Schwingungsgleichung.
In diesem Applet geht es darum, einer Schwingung die richtige Schwingungsgleichung zuzuordnen und so die Anfangsbedingungen (Welche Auslenkung ergibt sich für t = 0 s) zu berücksichtigen.
1. Auswahl der Art der Schwingung:
Die Bewegung des Feder-Masse-Schwingers kann auf verschiedene Arten erfolgen (Auswahlfeld: Art der Schwingung)
- von unten: Kugel wird im tiefsten Punkt aus der Ruhe losgelassen.
- nach oben: Kugel startet aus der Gleichgewichtslage mit einer Geschwindigkeit nach oben.
- von oben: Kugel wird im höchsten Punkt aus der Ruhe losgelassen.
- nach unten: Kugel startet aus der Gleichgewichtslage mit einer Geschwindigkeit nach unten.
Über das Auswahlfeld "Frequenz" kann man die Frequenz der
Schwingung ändern.
Die Amplitude bleibt immer gleich.
Die blaue Kurve zeigt die Auslenkung aus den Nulllage an.
2. Auswahl der Schwingungsgleichung.
Standardmäßig ist "Bitte eine Schwingungsgleichung
wählen" eingestellt.
Dann wird keine Wahl-Kurve gezeichnet, sondern nur die blaue
Kurve der Schwingung selbst.
Wird eine der anderen Gleichungen gewählt, wird der Verlauf der ausgewählten Funktion in rot
eingetragen .
Finde zur entsprechenden Schwingung die richtige Gleichung
!
Die Wahl ist dann richtig, wenn die rote Kurve die blaue Kurve
überdeckt, d.h. wenn nur die rote Kurve alleine sichtbar ist.
Fragen / Aufgaben:
- Wie lauten die richtigen Schwingungsgleichungen für die vier möglichen Schwingungsarten?
- Trage die richtigen Zuordnungen in eine Tabelle ein.
- Überlege jeweils auch, welchen Wert die Sinus- bzw. Cosinusfunktion für t = 0 s annimmt!
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Die Simulationen entstanden mit Hilfe von Physlets von Wolfgang
Christian und Mario Belloni vom Davidson College, USA (Copyright Hinweise) |
