Das gedämpfte Federpendel

Wie wir gesehen haben, hängt bei der gedämpften Schwingung:

• Die Frequenz von der Größe der Eigenfrequenz und der Abklingungskonstanten ab. 
• Die Eigenfrequenz wiederum hängt von der Masse m des Systems und der Federkonstanten D ab. 
• Die Abklingungskonstante von der Masse m und der Reibungskonstanten r ab.

Oder:

, und .

• , also führt zum Schwingfall.
• , also führt zum Kriechfall.
• , also führt zum aperiodischen Grenzfall.

Um ein Gefühl für diese Zusammenhänge zu entwickeln, steht Ihnen hier eine Simulation zur Verfügung.

• In dieser Simulation entspricht b der Reibungskonstanten und k der Federkonstanten.
• Eine Federkonstante von k=16 N/m und eine Masse von m=1 kg ist voreingestellt.
• Drücken Sie zunächst den Resetbutton in der Simulation.
• Lenken Sie die Feder auf +5 cm aus und drücken Sie den Startbutton. Bei einer Reibungskonstanten von b=0 kg/s können sie eine harmonische Schwingung beobachten.
• Erhöhen Sie schrittweise die Reibungskonstante, ohne die Simulation zu stoppen und beobachten Sie wie sich der Schwingungsverlauf ändert.
• Überlegen Sie anhand der obigen Beziehungen, bei welchem Wert der Reibungskonstanten der aperiodische Grenzfall eintritt.
• Sie können sich diesem Fall in der Simulation auch annähern, denn der aperiodische Grenzfall tritt ein, sobald die Feder die Ruhelage nicht mehr passiert. Probieren Sie es einfach mal!!
• Variieren Sie nacheinander die Werte für die Federkonstante und die Masse und wiederholen Sie das Experiment.