Harmonische Schwingungen und Resonanz
Stell dir vor, du ziehst eine Feder aus und lässt sie los – genau das ist eine harmonische Schwingung. Der Körper pendelt zwischen zwei Punkten hin und her, weil eine Rückstellkraft ihn immer wieder zur Gleichgewichtslage zurückzieht.
Die wichtigste Formel dafür ist F = -k·y, wo die Kraft proportional zur Auslenkung ist. Du kannst jede harmonische Schwingung mit Sinusfunktionen beschreiben: Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung folgen alle dem gleichen Muster mit der Kreisfrequenz ω.
Resonanz entsteht, wenn die Erregerfrequenz genau mit der Eigenfrequenz eines Körpers übereinstimmt – wie beim Opernsänger, der mit seiner Stimme ein Weinglas zum Zerbrechen bringt. Bei erzwungenen Schwingungen wird diese Übereinstimmung besonders wichtig.
Merktipp: Bei Resonanz schwingt der Körper mit maximaler Amplitude – das kann erwünscht sein (Musikinstrumente) oder gefährlich (Brückeneinsturz).
