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Grundwissen

Periodische Bewegungen und Schwingungen

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Bei einer periodischen Bewegung kehrt ein Körper nach gleichlangen Zeitabschnitten immer wieder in den gleichen Bewegungszustand zurück.
  • Periodische Bewegungen um eine stabile Gleichgewichtslage herum, nennt man Schwingungen.

Beispiele für periodische Bewegungen

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Abb. 1 Verschiedene periodische Bewegungen und Schwingungen

Die Animationen in Abb. 1 zeigen sechs verschiedene Bewegungen. Unabhängig von den Bewegungsrichtungen haben die Bewegungen eine wichtige Gemeinsamkeit: Jede Bewegung wiederholt sich nach einer bestimmten Zeitdauer weitgehend auf die gleiche Weise. Fachsprachlicher ausgedrückt: Die Körper kehren jeweils nach immer gleichlangen Zeitabschnitten in den gleichen Bewegungszustand zurück.

Solche Bewegungen bezeichnen als periodische Vorgänge oder periodische Bewegungen.

Schwingungen: besondere periodische Bewegungen

Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Ruhelage von verschiedenen Anordnungen, die eine Schwingung durchführen können

Die erste periodische Bewegung in Abb. 1 unterscheidet sich von den anderen fünf in einem wichtigen Punkt: Bei der sich einfach im Kreis bewegenden Kugel gibt es keine eindeutige stabile Gleichgewichtslage und damit keine sogenannte Ruhelage. Bei den anderen Bewegungen gibt es jedoch eine solche Ruhelage. In Abb. 2 sind beispielhaft für drei Anordnungen die Ruhelagen dargestellt. Wird die Anordnung aus dieser Ruhelage ausgelenkt, so tritt eine Rückstellkraft \({{\vec F}_{{\rm{Rück}}}}\) auf, die zur Ruhelage hin gerichtet ist.

Solche periodischen Bewegungen um eine stabile Gleichgewichtslage herum, nennt man Schwingungen. Typische Anordnungen, die schwingen können, sind das Federpendel, das Feder-Schwere-Pendel und das Fadenpendel.