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Aufgabenstellung:

Abbildung

  1. Wie lauten die Gleichungen der in Bild durch Zeiger dargestellten gleichfrequenten zeitabhängigen Schwingungen (Kreisfrequenz:
  2. Bestimmen Sie zeichnerisch die durch ungestörte Superposition erzeugte resultierende Schwingung.
  3. Wie lautet die Gleichung der resultierenden Schwingung (elementare Berechnung ohne fertige Formeln).

Hinweis: Alle Schwingungen sind in der Sinusform mit positiver Amplitude anzugeben.

Lösungsweg:

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a) Gleichung aufstellen

Zeiger :

Zeiger :

b) Resultierende Schwingung ermitteln

Zeigerdiagramm aufzeichnen und Werte ablesen:

Abbildung

abgelesene Werte:

c) Darstellung der resultierenden Schwingung in der Sinusform:

Das aus den Zeigern und aufgespannte Parallelogramm ist eine Raute (Rhombus) mit der Seitenlänge und Innenwinkeln von und . (Skizze)

Abbildung

Ableitung des Winkels :

Da die Diagonalen einer Raute bekanntlich die Innenwinkel halbieren, muss der gesuchte Phasenwinkel betragen.

Die Berechnung der Amplitude erfolgt aus dem im Bild grau unterlegten gleichschenkligen Dreieck mit Hilfe des Kosinussatzes:

Ergebnis:

Lösung: