PHYSIK compact - Basiswissen 6

Hooke'sches Gesetz:
Harmonische Bewegung

Fachbezug

Lernziele

Hookesches Kraftgesetz, periodische Bewegung eines "schwingenden" Körpers. Harmonische Bewegung.

Wird der Pendelkörper aus der Ruhelage ausgelenkt, so beginnt er periodisch um seine Ruhelage zu schwingen. Achte darauf, dass die Feder nicht überdehnt wird!

Aufgabe

Ziehe den Pendelkörper mit der Maus aus seiner Ruhelage und beobachte die Bewegung des schwingenden Körpers in der folgenden Animation. Beachte auch das Zeit-Weg-Diagramm des schwingenden Körpers!

Bitte warte ab, bis die Animation zur Gänze geladen wurde.

Aktivitäten

An einer horizontal gelagerten Schraubenfeder ist ein Massenstück befestigt, das sich reibungsfrei (Hinweis) über die Unterlage bewegen lässt. Du kannst die Schraubenfeder dehnen (verlängern) oder stauchen (verkürzen), wenn du das blaue Massenstück mit der Maus bewegst.

Dehnung und Stauchung der Feder führen zu einer rückwirkenden Kraft auf den Pendelkörper, die zur Auslenkung direkt proportional ist (Hookes'sches Kraftgesetz: F = - k.x). Das Zurückschwingen des Pendelkörpers führt zu einer weiteren Deformation der Feder, sodass die Bewegung umgekehrt wird. Sie setzt sich periodisch fort, wenn keine Energie verloren geht (reibungsfreie Bewegung, Hinweis).

Beachte: Das Weg-Zeit-Diagramm ist eine Cosinus-Kurve.

Physlet® - Davidson-College, W.Christian, M.Belloni, P.Krahmer et.al.