Eigenschwingungen messen < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 17:38 Di 15.03.2005 | | Autor: | IngoX |
Hallo,
ich habe keine Ahnung, wie man die Eigenschwingung messen kann von zB:
- einer Kaffeetasse
- eines chemischen Elementes zB Gold
- einer Pflanze
- eines Menschen
Für Hinweise danke ich.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 19:49 Di 15.03.2005 | | Autor: | Dude |
Hallo Ingo,
die eigenfrequenz bestimmter Körper kann bestimmt werden, indem sie von aussen in schwingung versetzt werden, z.B. durch einen leichten Schlag, und dann eine freie schwingung zugelassen wird.
Die Frequenz mit der das System anschliesend schwingt ist eine eigenfrequenz.
So könntest du ggf. die EF der Tasse bestimmen, indem du sie an einer angelschnur aufhängst, anregst und anschliesend über ein geeignetes messgerät erfasst.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 22:05 Di 15.03.2005 | | Autor: | IngoX |
....es ist doch eine spannende Frage. Beruflich habe ich mich bisher nicht speziell für die Physik interessiert, aber das Interesse wächst.
Das mit der Kaffeetasse ist mir verständlich. Habt Ihr auch Ideen zu den anderen Objekten?
Grüße Ingo
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 23:51 Fr 18.03.2005 | | Autor: | bigj26 |
Hi,
Eine Schaukel schwingt in eine Richtung und zurück. Dann ist eine Schwingungsperiode durchlaufen. Jetzt gibt es jedoch auch sogenannte oberschwingungen. Wenn du in einem Vielfachen der Eigenfrequenz die Schaukel anschubst, so wird sie auch immer stärker anfangen zu schwingen, also quasi wenn du eine Resonanz erreichst.
Wenn du also zu einer Ampel gehst die sich über die Straße neigt, und du schnell mit der Hand oder dem Finger gegen die Ampel tippst, und du ein Vielfaches der Eigenfrequenz erwischst, so wirst du sehen, daß nur durch das Tippen mit der Hand oder dem Zeigefinger die Ampel mit ihrer Eigenfrequenz anfängt zu schwingen. Da sie langsamer schwingt könntest du dann auch dein Vielfaches der Eigenfrequenz beim antippen reduzieren und so die Schwingung der Ampel verstärken. Und irgendwann kommt es dann zur Resonanzkatastrophe -> die Ampel knickt um ... 
Früher ist es passiert, daß Soldaten über eine Brücke marschiert sind und durch ihren Gleichschritt zufällig ein Vielfaches der Eigenfrequenz der Brücke erwischt haben, die natürlich anfing und schließlich durchbrach. Deswegen marschieren heute, glaube ich, auch keine soldaten über brücken um Gleichschritt.
Neue Brücken werden auch auf ihre Eigenfrequenz getestet, indem man an ihrem Mittelpunkt ein Großes gewicht befestigt (z.B. Schiff) und dieses aus dem Wasser hebt. Klar, daß in diesem Schwerpunkt die Brücke sich durchbiegt.... wird nun das Schiff schlagartig zu wasser gelassen schnellt die brücke nach oeben und fängt an zu schwingen. Durch die Zeit zum Durchlauf einer Periode, wird die Frequenz bestimmt, die gerade f = 1 / T ist.
Eine andere Brücke ist so auseinandergebrochen, daß die Windgeräusche unter der Brücke ebenfalls ein Vielfaches der Eigenfrequenz getroffen haben und die Brücke zum Einsturz gebracht haben.
Bei Wind schwingt zum Beispiel die Spitze vom Kölner Dom auch um 1Meter (Hab ich nur gehört..)
Ich würd mal das mit der Ampel ausprobieren. Dann kannst du ja die Zeit für eine Periode stoppen und erhälst die Frequenz. Besser ist es noch für mehrere Perioden die Zeit zu stoppen, dann minimierst du deinen Messfehler...
Bis dann
Bigj26
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 11:45 Sa 19.03.2005 | | Autor: | IngoX |
Hi,
das ist ja alles schön, was ihr mir da erzählt. Das steht in jedem Lehrbuch.
Wenn möglich hätte ich aber gerne eine präzise Antwort auf meine Fragen.
Grüße Ingo
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(Antwort) fertig | | Datum: | 01:12 Mi 23.03.2005 | | Autor: | Zai-Ba |
Das mit der Tasse ist ja jetzt geklärt...
Fehlt noch das Gold.
Das ist so ne Sache. Entweder, du meinst nen Klotz (Barren) Gold. Da läuft das ganze nicht anders, als bei der Tasse auch, du lagerst ihn freischwingend (Faden, Schaumstoffmatte, 2 parallele Wlazen, o.ä.), schlägst ihn an und misst die Frequenz (Es gibt Geräte, die die Obeschwingungen rausrechnen und dir die Grundschwingung anzeigen)* . Achtung bei der Methode: Die Frequenz ist von der Geometrie abhängig, es kommt also drauf an, an welcher Seite du den Barren anschlägst!
Die andere Sache ist das, wenn du die atomaren Schwingungen betrachtest. Das geht dann eher Richtung Chemie... die Schwingungsfrequenz eines Atoms (termisch angeregt) ist abhängig von der Masse des Atoms, seinen Bindungskräften und der Bindungsgeometrie (wieviele Nachbarn in welche Richtung). Die Frequenz kann man auf jeden Fall durch eine geeignete Simulation annähern. Ob und wenn ja wie, das anaytisch zu berechnen ist, kann ich dir grad nicht sagen, wäre aber vorstellbar!
Die Eigenschwingung einer Pfanze und eines Menschen fasse ich zusammen. Wie oben erwähnt ist die Frequenz geometrieabhängig, je komplizierter die Geometrie, umso komplizierter die Schwingung, aber es ist eine Eigenschwingung. Messen könnte man diese z.B. über eine Videoaufnahme, da hat man mehr Ruhe (Zeitlupe) die Zeit zwischen den maximalen Ausschlägen zu stoppen.
Was diese ganze Aktion (bei) Mensch und Pflanze bringen soll versteh' ich zwar nicht, aber jetzt lass mal den versprochenen Dank rüberwachsen 
viel Spass, Zai-Ba
* Diese Methode wird in der Materialwissenschaft genutzt, um elastische Koeffizienten bei Stoffen zu bestimmen, bei denen ein Zugversuch nicht praktikabel ist.
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