Die Tacoma-Narrows-Brücke: Unterschied zwischen den Versionen
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| − | {{Aufgaben-blau||2=Erkläre den Begriff Resonanz.}} | + | {{Aufgaben-blau|2|2=Erkläre den Begriff Resonanz.}} |
{{Lösung versteckt|Ein schwingungsfähiges System (z.B. ein Federpendel) mit der Eigenschwingungsfrequenz f<sub>0</sub> wird durch eine Erregerschwingung zu Schwingungen angeregt. Ist die Erregerfrequenz f << f<sub>0</sub> so schwingt das System mit der Erregerfrequenz f. Stimmt die Erregerfrequenz f mit der Eigenschwingungsfrequenz f<sub>0</sub> überein so nimmt die Amplitude der Schingung gewaltig zu. Dies kann auch zur Zerstörung des Systems führen. Dies ist der Resonanzfall. Nimmt f weiter zu, dann nimmt die Amplitude ab und geht gegen 0.}} | {{Lösung versteckt|Ein schwingungsfähiges System (z.B. ein Federpendel) mit der Eigenschwingungsfrequenz f<sub>0</sub> wird durch eine Erregerschwingung zu Schwingungen angeregt. Ist die Erregerfrequenz f << f<sub>0</sub> so schwingt das System mit der Erregerfrequenz f. Stimmt die Erregerfrequenz f mit der Eigenschwingungsfrequenz f<sub>0</sub> überein so nimmt die Amplitude der Schingung gewaltig zu. Dies kann auch zur Zerstörung des Systems führen. Dies ist der Resonanzfall. Nimmt f weiter zu, dann nimmt die Amplitude ab und geht gegen 0.}} | ||
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{{Lösung versteckt|1=Gitarre, Geige, Klavier, Schlagzeug, Schlaginstrumente, Orgel, Blasinstrumente, ... }} | {{Lösung versteckt|1=Gitarre, Geige, Klavier, Schlagzeug, Schlaginstrumente, Orgel, Blasinstrumente, ... }} | ||
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| + | {{Aufgaben-blau|3|Bei manchen Schwingungen will man keine Dämpfung, bei anderen Schwingungen braucht man eine große Dämpfung. Überlege dir Fälle wo man schwache Dämpfung bzw. eine starke Dämpfung haben will.}} | ||
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| + | {{Lösung versteckt|Bei Musikinstrumenten will man sicher nur eine schwache Dämpfung, damit ein voller Ton erzeugt wird. <br> | ||
| + | Bei der Feder eines Stoßdämpfers beim Auto will man eine große Dämpfung, damit das Auto nicht lange nachschwingt, sondern nur ausgelenkt wird und gleich wieder in die Nulllage zurückkehrt (aperiodischer Grenzfall).}} | ||
Version vom 15. April 2020, 10:32 Uhr
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Was ist Resonanz
, welche variiert werden kann, und hat die Erregerfrequenz 
. Ist 
, seine Amplitude ist klein. Exzenter und Federpendel sind synchron. 
des Federpendels überein, dann hat das Federpendel eine gewaltige Amplitude und die Schwingung erfolgt um 
phasenverschoben. 
.
Resonanz kann man beim Federpendel gut beobachten. Eine schöne Simulation zur Erregung eines Federpendels.
 Versuch
Beschreibe die Simulation und erkläre, was im Graph dargestellt wird. Bestimme die Kreisfreqnenz |
Auf dieser Seite ist erklärt, was man unter Resonanz versteht.
Bearbeite dieses Arbeitsblatt mit dem Applet.
Die Tacoma-Narrows-Brücke
Die erste Tacoma-Narrows-Brücke wurde durch eine Resonanzerscheinung berühmt, durch die sie dann leider auch zerstört wurde. Eine ausführliche Information zur Brücke findet man bei Wikipedia.
Die Brücke war mit einer Mittelspannweite von 853 Metern zum Zeitpunkt ihrer Fertigstellung die drittgrößte Hängebrücke der Welt. Sie wurde am 1. Juli 1940 eröffnet.
Bei Brücken dieser Art war bekannt, dass sich entlang der Brücke Transversalwellen ausbilden können. Schon durch leichten Wind wurde die Brücke zu Eigenschwingungen angeregt und geriet in Resonanz. Daher auch der Beiname "Galloping Gertie".
Würde man mit dem Auto über diese Brücke fahren wollen?
Diese angeregte Querschwingung trug aber nicht zur Zerstörung der Brücke bei, sondern die Brücke stürzte am 7. November 1940 durch eine unerwartet aufgetretene Torsionsschwingung ein.
Zerstörerisch wirkte allerdings die Torsionsschwingung
Erklärung
Im Video von SimplePhysics wird der Einsturz erklärt.
Der Einsturz der Brücke ist auf dieser Seite gut erklärt.
Gewollte Resonanz
