Fragensammlung: Einfache harmonische Bewegung: Beziehung zwischen SHM und UCM

Ein Massen-Feder-System schwingt vertikal in Form einer harmonischen Schwingung. An einer 2-kg-Masse ist eine Feder mit einer Federkonstante von 200 N/m befestigt, und es erreicht dabei eine Amplitude von 15 cm. Man kann sich diese Bewegung auch als Projektion einer gleichmäßigen Kreisbewegung vorstellen, bei der ein Punkt auf einem Kreis mit einem Radius, der der Schwingungsamplitude entspricht, unterwegs ist. Bestimmen Sie anhand dieser Analogie die Winkelgeschwindigkeit des Punktes in der Kreisbewegung, sodass die Periode der Kreisbewegung mit der des schwingenden Systems übereinstimmt.

Eine 2-kg-Masse ist an einer Feder befestigt, die eine harmonische Schwingung mit einer Periodendauer von 4 Sekunden ausführt. Gleichzeitig bewegt sich dieselbe Masse gleichförmig auf einer Kreisbahn, wobei auch hier die Periodendauer 4 Sekunden beträgt. Nutzt man den Zusammenhang zwischen harmonischer Schwingung und gleichförmiger Kreisbewegung, wie groß ist dann die maximale Geschwindigkeit der Masse entlang der Kreisbahn?

Betrachten Sie einen Block, der an einer Feder befestigt ist und sich vertikal gemäß der einfachen harmonischen Schwingung (EHB) bewegt. Diese Schwingung können wir veranschaulichen, wenn wir sie mit einer gleichförmigen Kreisbewegung (GKB) in Verbindung bringen und dabei die vertikale Komponente der Kreisbahn betrachten. Welche der folgenden Formeln gibt die maximale Geschwindigkeit dieses Blocks während seiner Schwingung korrekt wieder?

Ein einfaches Pendel führt harmonische Schwingungen aus – mit einer Amplitude von 0,4 m und einer Periodendauer von 1,5 s. Diese Bewegung lässt sich mit der gleichförmigen Kreisbewegung eines Punktes auf einem Kreis vergleichen, dessen Radius der Amplitude entspricht. Wie groß ist in diesem Zusammenhang die maximale Geschwindigkeit des Punktes bei der Kreisbewegung?

Ein Block, der an einer Feder aufgehängt ist, führt eine harmonische Schwingung mit der Amplitude A und der Periodendauer T aus. Da diese Schwingung als Projektion einer gleichförmigen Kreisbewegung mit derselben Periode verstanden werden kann, bestimmen Sie die maximale Geschwindigkeit des Blocks.