Schwingungen

Experiment

Man hängt an eine Feder ein Gewicht mit der Masse m. Durch die Gewichtskraft F = m·g wird die Feder der Schwerkraft entsprechend nach unten ausgedehnt. Dabei ist g = 9,81 m/s² ist gravitative Erdbeschleunigung auf der Erdoberfläche.

Lenkt man nun das Gewicht aus seiner Ruhelage nach oben oder unten aus und lässt es los, so schwingt das Gewicht in der Vertikalen.

Analyse

Es stellen sich nun u. a. folgende Fragen:

• Ist die Schwingung gleichförmig?
• Was sind die Kenngrößen dieser Schwingung?
• Welche Parameter verändern die Schwingung?
• Was verändert sich auf dem Mond?

Lenke in der Simulation unten das Gewicht mit dem grünen Schieberegler aus. Mit dem blauen Regler kannst Du die Zeitentwicklung untersuchen.

Physik und Mathematik

Das Federpendel ist ein physikalisches Experiment. Um die Bewegung des Gewichts zu beschreiben, nutzt man das Handwerkzeug "Mathematik".

Die Mathematik ist eine präzise Naturwissenschaft, in der jede Aussage bewiesen wird. In der Physik geht es um das Verständnis. Formeln werden durch Näherungen hergeleitet, und Messdaten werden ihrer Zuverlässigkeit entsprechend gewichtet, bevor sie statistisch ausgewertet werden.

Zeigerdiagramm

Federpendel

Weg-Zeit-Diagramm