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Präsentation: Resonanz und Resonanzkatastrophe
9.11.2021
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Resonanzkatastrophe Resonanz in der Akustik Einleitung Eine Person schreit derart laut, dass sämtliche Gläser zu Bruch gehen, ein Szenario das häufig in Film und Fernsehen verwendet wird Dazu hier ein kurzes Beispiel aus dem Film ,,die Blechtrommel" doch ist es physikalisch wirklich möglich? Die Antwort darauf lautet nein. Selbst ausgebildete Opernsänger bringen nicht genug Stimmgewalt auf, um ein Glas zum Zerbersten zu bringen. Es ist jedoch nicht unmöglich ein Glas allein durch Akustik zerspringen zu lassen. Wie ihr hier in dem Video sehen könnt Haupteil Das Weinglas ist ein schwingungsfähiges System, dass sobald es einmal angeregt und dann sich selbst überlassen wird, immer mit derselben Frequenz schwingt bis es wieder den Ausgangszustand erreicht hat. Wird es jedoch wie in dem Video gezeigt dauerhaft von außen in dessen Eigenfrequenz zu erzwungenen Schwingungen angeregt, so kommt es zu einer Schwingung, deren Amplitude, also der Betrag der größten Elongation, zunächst anwächst. Im Falle der Resonanz wird diese dann maximal (auch Resonanzfrequenz genannt). Wenn das System dann ebenfalls eine geringe Dämpfung aufweist, bei einem Weinglas wäre dies so, so ist es möglich, dass die Amplitude die Belastungsgrenze überschreitet und somit das System mechanisch zerstört wird das Weinglas zerbricht. Schluss Zur Veranschaulichung könnt ihr hier noch einmal den Prozess beobachten. Unten mittig sieht man auch mal die Schwingungen in einem Oszillogramm aufgezeichnet. Und bei einer Frequenz von 780...
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Alternativer Bildtext:
Hz und einem Schalldruck von 131 dB kam es dann eben zur Resonanzkatastrophe. Resonanzkatastrophe PowerPoint von Marlene und Anneke M Resonanzfrequenz: ist die Frequenz, bei der die Amplitude einer erzwungenen Schwingung maximal wird Oszillogramm - Schwingungsdiagramm Dämpfung: Die Abnahme der Amplitude einer jeweiligen Schwingung Eigenfrequenz: die Frequenz, bei der die Amplitude einer erzwungenen Schwingung maximal wird Inhaltsverzeichnis Resonanz und Resonanzkatastrohe • Resonanz von Brücken am Beispiel der Tacoma Narrows Bridge ● • Resonanz in der Akustik ANREGUNG MIT RESONANZ FREQUENZ ↓ RESONANZ DES SYSTEMS ↓ HINZUFÜGEN VON SCHWINGUNGSENERGIE ANWACHSEN DER + SCHWINGSVERLUSTE TECHNISCH OPTIMALE RESONANZ: Amplitude wächst 80 lange bis : VERLUSTENERGIE = SCHWINGUNGSENERGIE SCHWINGUNGSENERGIE BLEIBT KONSTANT AMPLITUDE (REIBUNG / WIDERSTAND) ZUGEFÜGTE RESONANZKATASTROPHE : SCHWINGUNGS ENERGIE > SCHWINGUNGSVERLUSTE IMMER MEHR SCHWINGUNGSENERGIE ↓ Amplitude wachet Amplitude wird weiter ZU groß SYSTEM KOLLABIERT Resonanz bei Brücken Am Beispiel der Tacoma Narrows Bridge PATHE Ablauf des Einsturzes Windböen von ca. 60-68 km/h (Windstärke 8) Torsionsschwingungen anfängliche Querschwingung: Frequenz: 36 Schwingungen pro Minute Amplitude von ca. 60cm ● Amplitude über der Belastungsschwelle, System kollabiert • Elnsturz der Brücke gegen 11 Uhr (Frequenz: 14 Schwingungen pro Minute) Resonanz in der Akustik Resonanz in der Akustik Eigenfrequenz ➤die Frequenz, mit der das System nach einmaliger Anregung schwingen kann Resonanzfrequenz ➤Die Frequenz, bei der die Amplitude einer erzwungenen Schwingung maximal wird Dämpfung ● ● ➤ Die Abnahme der Amplitude einer jeweiligen Schwingung •N 8 Oszillogramm 0-800 Hz 'N Vibration planet schule SWR >> Frequenz Schalldruck 800 Hz 100 Hz 100 0 Hz dB Versuchs- beschreibung 150 dB 0 dB Quellenverzeichnis ● ● https://www.weltderwunder.de/artikel/kann-die-menschliche- ● stimme-glas-zum-zerbersten-bringen http://salfordacoustics.co.uk/how-to-breaking-glass-with-sound https://www.planet-schule.desf/multimedia-simulationen- detail.php?projekt=glas zersingen • https://www.youtube.com/watch?v=kkLnyl opDw ● https://montekoelnde-my.sharepoint.com/personal/gabriel monte- koeln de/ layouts/15/onedrive.Grundlagen