24.3 Erklärung durch die Energieumwandlung
Betrachten wir noch einmal eine Schwingung eines Fadenpendels:
Versuche einmal, Dir zu den folgenden Fragen Gedanken zu machen:
Welche Energieformen treten auf? Wir wollen nur zwei Energieformen betrachten.
Sind die Energien immer gleich groß oder verändern sie sich während der Schwingung?
Wenn sie sich verändern, widerspricht das nicht dem Erhaltungssatz der Energie?
Wie lautet hier der Energieerhaltungssatz? Verwende dabei den Begriff der Gesamtenergie Eges.
Gibt es Pendelpositionen, bei denen nur eine Energieform vorliegt?
Nun lenke das Pendel aus und beschreibe den Ablauf der Schwingung durch das Auftreten und "Umwandeln" verschiedener Energieformen ineinander.
Welche Rolle spielt die Reibungsenergie Ereib? Gilt der Energieerhaltungssatz unter der Einwirkung von Reibung (an der Aufhängung, in der Luft), also bei einer gedämpften Schwingung, immer noch?
Die Antworten gibt es im nächsten Post.
Die Beschreibung einer Schwingung durch den Energieerhaltungssatz und die auftretenden Energieformen ist sehr wichtig. In der Q-Phase kann man im Leistungskurs daraus sehr schnell eine sog. Differenzialgleichung aufstellen, deren Lösung die mathematische Beschreibung einer Schwingung liefert.
Das wird oft im Abitur verlangt.
Gegen Ende des Schuljahres müsstet ihr soviel von Differenzialrechnung verstehen, dass ich das schon mal auf einer Extraseite erklären kann.
Jetzt lassen wir das aber erst einmal...
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