Fragensammlung: Einfache harmonische Bewegung: Beziehung zwischen SHM und UCM

Ein an einer Feder mit der Federkonstanten k hängender Block der Masse m schwingt vertikal harmonisch mit der Amplitude A. Diese Bewegung lässt sich gut veranschaulichen, indem man sie als Projektion eines Punktes betrachtet, der sich gleichmäßig auf einem Kreis mit dem Radius A und der Winkelgeschwindigkeit ω bewegt. Welche Beziehung besteht in diesem Zusammenhang zwischen der Kreisbewegung mit Winkelgeschwindigkeit ω und der Frequenz f der harmonischen Schwingung?

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?

Eine Masse m ist an eine Feder mit der Federkonstante k geknüpft und wird aus ihrer Gleichgewichtslage verschoben, wodurch eine harmonische Schwingung ausgelöst wird. Wird diese Schwingung mit einer gleichförmigen Kreisbewegung in Verbindung gebracht – bei der der Kreisradius der Amplitude A entspricht und die Winkelgeschwindigkeit ω beträgt – wie lautet dann der Ausdruck, der die maximale Geschwindigkeit der Masse in Abhängigkeit von m und k beschreibt?

Bei einem Massen-Feder-System führt ein Objekt eine harmonische Schwingung mit der Amplitude A und der Winkelgeschwindigkeit ω aus. Diese Schwingung kann man auch als Projektion einer gleichförmigen Kreisbewegung interpretieren, bei der A dem Radius entspricht. Welche maximale Geschwindigkeit erreicht das Objekt dabei?

Ein Masse-Feder-System schwingt horizontal und vollführt dabei eine harmonische Schwingung mit einer Amplitude von 0,75 m und einer Schwingungsdauer von 1,5 s. Da diese Schwingung als Projektion einer gleichförmigen Kreisbewegung aufgefasst werden kann, berechnen Sie bitte die Winkelgeschwindigkeit der Kreisbewegung.