Erzwungene Schwingungen - Pohlsches Pendel

Prinzip

Bei einem frei schwingenden System nimmt die Amplitude der Schwingung aufgrund der Dämpfung allmählich ab. Wird die Schwingung jedoch durch ein externes periodisches Drehmoment  angeregt, ist die Amplitide von der Frequenz des externen Erregers und der Dämpfung abhängig. Die Eigenfrequenzen der freien Schwingung sowie die Resonanzkurven der erzwungenen Schwingung sollen für verschiedene Dämpfungswerte bestimmt werden. Dafür werden die Schwingungen mit dem Interface System in Verbindung mit dem Bewegungssensor aufgezeichnet.

Aufgaben

A. Freie Schwingung

1. Bestimme die Schwingungsperiode und die Eigenfrequenz im ungedämpften Fall
2. Bestimme die Schwingunsgperiode und die entsprechenden Eigenfrequenzen für verschiedene Dämpfungswerte
3. Realisiere den aperiodischen Grenzfall und den Kriechfall

B. Erzwungene Schwingung

1. Die Resonanzkurven werden bestimmt und graphisch dargestellt mittels der Dämpfungswerte von A
2. Die Resonanzfrequenzen werden bestimmt und mit den Resonanzfrequenzwerten des freien Pendels verglichen
3. Die Phasenverschiebung zwischen dem Torsionspendel und dem anregenden externen Drehmoment wird beobachtet für einen kleinen Dämpfungswert in der Annahme, dass in einem Fall die anregende Frequenz weit unterhalb und in dem anderen Fall weit über der Resonanzfrequenz liegt

Lernziele

• Kreisfrequenz
• Eigenfrequenz
• Resonanzfrequenz
• Torsionspendel
• Torsionsschwingungen
• Drehmoment
• Gedämpfte / ungedämpfte freie Schwingung
• Erzwungene Schwingung
• Verhältnis der Dämpfung
• Dämpfungskonstante
• Logarithmisches Dekrement
• Aperiodischer Grenzfall
• Kriechfall

(Bitte beachten: Versuchsbeschreibung ist nur in englischer Sprache erhältlich)