Mechanik

Kopplung von Schwingungen

Resonanz Stimmgabeln

  • Was versteht man unter energiehungrigen Schwingern?
  • Warum stürzte 1940 die Tacoma Narrows Bridge ein?
  • Kann eine Opernsängerin Gläser zerspringen lassen?

Resonanz Stimmgabeln

Versuchsaufbau

Resonanz von Stimmgabeln
Abb.
1
Versuch zur Resonanz von Stimmgabeln

Du ordnest zwei identische Stimmgabeln (gleiche Frequenz) so an, dass die Öffnungen ihrer Resonanzkästen gegenüberstehen. Die Zusatzmasse ist zunächst an keiner der beiden Stimmgabeln befestigt.

Erweiterungsmöglichkeit: Zusätzlich kannst du mithilfe von Stativmaterial einen Tischtennisball an einem Faden so aufhängen, dass er eine der beiden Stimmgabeln gerade berührt. Wenn die Stimmgabel nun anfängt zu schwingen, versetzt sie den Tischtennisball in kleine pendelartige Schwingung, die du mit dem bloßen Auge sehen kannst.

Versuchsdurchführung

Die Durchführung des Versuchs erfolgt in drei mehreren Teilschritten:

  1. Du schlägst die linke Stimmgabel kräftig an und hältst nach einigen Sekunden die Zinken dieser Stimmgabel fest.
  2. Du befestigst die Zusatzmasse an der rechten Stimmgabel, schlägst wiederum die linke Stimmgabel an und hältst nach einigen Sekunden die Zinken dieser Stimmgabel fest.
  3. Du befestigst die Zusatzmasse an der linken Stimmgabel, schlägst wiederum die linke Stimmgabel an und hältst nach einigen Sekunden die Zinken dieser Stimmgabel fest.

Versuchsbeobachtung

Resonanz von Stimmgabeln
Abb.
2
Versuch mit Zusatzmasse an rechter Stimmgabel
  1. Beide Stimmgabeln sind gleichartig:
    Nach dem Festhalten der ersten Stimmgabel hört man deutlich die zweite tönen.
  2. Zusatzmasse an der rechten Stimmgabel:
    Nach dem Festhalten der ersten Stimmgabel hört man die zweite nicht oder kaum.
  3. Zusatzmasse an der linken Stimmgabel:
    Nach dem Festhalten der ersten Stimmgabel hört man die zweite nicht oder kaum.

Versuchsauswertung

Nur wenn beide Stimmgabeln die identische Schwingungsfrequenz aufweisen, tritt eine besonders starke Resonanz auf. Weicht eine der beiden Stimgabeln nur ein wenig von der anderen ab, so wird der Effekt sehr viel geringer.

Druckversion