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[quote="Myon"]Auch wenn mir nicht ganz klar ist, wie das mit der Stimmgabel "an der Luft in einem Öl" gemeint ist, handelt es sich um eine gedämpfte Schwingung. Wenn die Dämpfung nicht zu stark ist, schwingt die Stimmgabel gemäss der Gleichung [latex]x(t)=\hat{x}(0)e^{-\delta t}\cos(\omega_D t -\varphi)[/latex] mit der anfänglichen Amplitude [latex]\hat{x}(0)[/latex] und der Frequenz [latex]\omega_D=\sqrt{\omega_0^2-\delta^2}[/latex]. Dabei ist [latex]\omega_0[/latex] die Eigenfrequenz des ungedämpften Oszillators, also der Stimmgabel im Vakuum, und es folgt aus obiger Gleichung [latex]\omega_0=\sqrt{\omega_D^2+\delta^2}[/latex]. Nach [latex]t_1[/latex] hat die Amplitude auf die Hälfte abgenommen, es gilt also [latex]\frac{\hat{x}(t_1)}{\hat{x}(0)}=\frac{1}{2}=e^{-\delta t_1}\Rightarrow \delta=\frac{\ln 2}{t_1}[/latex] Die Frequenz im Vakuum ist somit [latex]f_0=\frac{1}{2\pi}\omega_0=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\omega_D^2+\delta^2}=\sqrt{(2\pi f_D)^2+\left(\frac{\ln 2}{t_1}\right)^2}[/latex][/quote]
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Myon
Verfasst am: 25. Jan 2017 16:32
Titel:
ist die Frequenz der gedämpften Schwingung, also
. Die Periode wäre
, die Kreisfrequenz
.
Zur erwähnten Umformung:
.
Beim letzten Schritt wurde noch verwendet, dass allgemein gilt
.
Sommer123
Verfasst am: 25. Jan 2017 16:05
Titel:
Vielen Dank ist mir jetzt deutlich klarer geworden.
Myon hat Folgendes geschrieben:
In dem Fall ist fD 440/2 pi also T Periodendauer oder?
Und eine kleine mathematische Frage:
Könntest du mir mal die umformung von
erklären wie du auf ln(2) gekommen bist.
Myon
Verfasst am: 25. Jan 2017 10:30
Titel:
Auch wenn mir nicht ganz klar ist, wie das mit der Stimmgabel "an der Luft in einem Öl" gemeint ist, handelt es sich um eine gedämpfte Schwingung. Wenn die Dämpfung nicht zu stark ist, schwingt die Stimmgabel gemäss der Gleichung
mit der anfänglichen Amplitude
und der Frequenz
.
Dabei ist
die Eigenfrequenz des ungedämpften Oszillators, also der Stimmgabel im Vakuum, und es folgt aus obiger Gleichung
.
Nach
hat die Amplitude auf die Hälfte abgenommen, es gilt also
Die Frequenz im Vakuum ist somit
Sommer123
Verfasst am: 24. Jan 2017 23:44
Titel:
Hallo,
danke für deine Antwort.
Mir ist leider immernoch unklar wie die Lösung zustande kommt. Rechne schon den ganzen Tag an dieser Aufgabe.
Könnte mir jemand das ganze mal mit einsetzen der Werten erklären. Mir ist nicht ganz klar wohin welcher Wert gehört und wonach ich auflösen muss.
Myon
Verfasst am: 24. Jan 2017 22:15
Titel:
In der Lösung ist
die Amplitude nach n Schwingungen, also zur Zeit
.
Wieso der Umweg über eine neue Variable gemacht wird, verstehe ich auch nicht ganz. Es ginge auch so:
Dabei ist
die Amplitude zur Zeit t. Für t=1s ist bekannt, dass die linke Seite gleich 1/2 ist. Daraus erhält man die Abklingkonstante
und mit dieser die Frequenz im Vakuum.
PS: In der Lösung ist auch ein Fehler, es müsste natürlich heissen
Sommer123
Verfasst am: 24. Jan 2017 20:52
Titel: Abklingverhalten
Meine Frage:
Hallo,
kann mir jemand die Lösung zu der Aufgabe näher erläutern. Ich verstehe nicht wofür die Variabeln wie z.B. n und xspitze etc stehen.
Aufgabe:
https://gyazo.com/13d386c8a6fdc61a11fb82f729b4535b
Meine Ideen:
Lösung:
https://gyazo.com/d0ba5cf6e80150c1a5fa635596e9a33d
Danke im Voraus.