In diesem Artikel wird erklärt, was eine oszillierende Bewegung in der Physik ist. So finden Sie Beispiele für oszillierende Bewegungen, welche Merkmale oszillierende Bewegungen aufweisen und welche Formeln darüber hinaus für oszillierende Bewegungen gelten.
Was ist eine oszillierende Bewegung?
Eine Oszillationsbewegung ist eine Bewegung, die die Schwingung eines Teilchens um eine Gleichgewichtslage beschreibt. Das heißt, wenn sich ein Teilchen periodisch von einer Seite zur anderen bewegt, führt es eine oszillierende Bewegung aus.
Beispielsweise ist die Bewegung eines Pendels eine oszillierende Bewegung. Die schwebende Masse des Pendels schwingt immer wieder zwischen zwei Positionen, es handelt sich also um eine oszillierende Bewegung.
In der Physik wird bei oszillierenden Bewegungen die Reibung im Allgemeinen vernachlässigt, sodass der Körper, der die oszillierende Bewegung ausführt, immer dieselbe Zeit benötigt, um zweimal dieselbe Position zu durchlaufen.
Beispiele für oszillierende Bewegungen
Nachdem wir nun die Definition einer oszillierenden Bewegung kennen, werden wir uns einige Beispiele dieser Art von Bewegung ansehen, um ihre Bedeutung besser zu verstehen.
Beispiele für oszillierende Bewegungen:
- Die oszillierende Bewegung einer an einer Feder aufgehängten Masse.
- Die oszillierende Bewegung eines Pendels.
- Die Bewegung der Saiten einer Gitarre.
- Die Bewegung einer in einem Kondensator gespeicherten elektrischen Ladung.
- Die oszillierende Bewegung elektromagnetischer Wellen.
Es ist zu beachten, dass es keinerlei Reibung geben darf, damit alle diese Bewegungen im Laufe der Zeit auf unbestimmte Zeit schwingen können. In Wirklichkeit kommen diese Bewegungen aufgrund der Reibung mit der Luft oder mit einem Material zum Stillstand. In der Physik wird die Reibung in diesen Fällen jedoch vernachlässigt, weshalb davon ausgegangen wird, dass sie auf unbestimmte Zeit oszillieren.
Merkmale einer oszillierenden Bewegung
Oszillatorische Bewegungen haben folgende Eigenschaften:
- Dehnung (x) : ist die Position des Körpers, der zu einem bestimmten Zeitpunkt die Schwingbewegung ausführt. Es stellt die Trennung des Körpers aus seiner Gleichgewichtsposition dar.
- Amplitude (A) : ist die maximale Ausdehnung der Schwingbewegung. Es handelt sich also um die Differenz zwischen der Maximallage und der Gleichgewichtslage.
- Periode (T) : ist die Zeit, die der Körper benötigt, um eine vollständige Schwingung durchzuführen.
- Frequenz (f) : ist die Anzahl der Schwingungen oder Vibrationen, die der Körper pro Zeiteinheit ausführt.
- Winkelfrequenz oder Pulsation (ω) : Dies ist die Geschwindigkeit, mit der der Körper Schwingungen ausführt.
Im folgenden Bild sehen Sie die grafische Darstellung der Verlängerung einer oszillierenden Bewegung als Funktion der Zeit.
Schwingungsbewegungsgleichung
Die Dehnung eines Teilchens, die eine oszillierende Bewegung beschreibt, ist definiert als die Amplitude der Bewegung multipliziert mit dem Kosinus der Kreisfrequenz multipliziert mit der Zeit plus der Anfangsphase der Bewegung. Die Formel für die Gleichung der Dehnung einer oszillierenden Bewegung lautet daher wie folgt:
Gold:
-
ist die Dehnung des Körpers, der die Schwingbewegung ausführt.
-
ist die Amplitude der oszillierenden Bewegung.
-
ist die Winkel- oder Pulsationsfrequenz.
-
ist der Zeitpunkt, zu dem die Dehnung berechnet wird.
-
ist die Anfangsphase der oszillierenden Bewegung.
Bedenken Sie, dass es im Fall der einfachen harmonischen Bewegung, der am besten untersuchten Art der oszillierenden Bewegung, weitere Formeln gibt, mit denen wir alle ihre Parameter berechnen können. Sie können alle Formeln für einfache harmonische Bewegungen sehen, indem Sie hier klicken: