Moin,
im Ingenieursstudium behandeln wir Schwingungen. Wozu sind diese denn
nun z.B. wichtig?
Schwingungen sind periodische Abläufe, die dabei helfen, auch Themen wie
Wellen zu verstehen und dienen quasi als Grundvorraussetzung. Ich stelle
mir das immer so vor:
Um die Elektrotechnik, oder Quantenmechanik, oder Feldtheorie...
verstehen zu können, benötigt man fundiertes Wissen über Wellen.
Schwingungen helfen dabei, Wellen zu verstehen. Die Thematik der
Rotation hilft wiederum beim Verständnis der Schwingungen. Rotation kann
man am besten mit der Dynamik beschreiben und verstehen, wohingegen die
Dynamik nicht ohne die Kinematik zu verstehen ist. Wo wir bei den
absoluten Basics der Physik und ganz am Anfang wären.
Zweistein schrieb:> im Ingenieursstudium behandeln wir Schwingungen. Wozu sind diese denn> nun z.B. wichtig?
Weil Schwingungen eigentlich der Normalzustand in der Natur sind.
Blitze, Schall, Vibration,...und speziell in der Elektrotechnik
Wechselstrom in der Energieversorgung, Signalübertragung und
-verarbeitung, und auch in der Regelungstechnik wird das gebraucht.
Und da ist selbst der gleichmäßig periodische Fall eine Seltenheit.
Denke z.B. mal an einen Kurzschluß im Netz, plötzliche
Sollwertänderungen einer x-beliebigen Regelung (vor allem wenn es um ein
schwingungsfähiges System geht), oder die Verarbeitung akustischer
Signale.
Ruhende, konstante Dinge sind selten und kommen eigentlich nur in der
Theorie vor.
Übrigens haben auch Maschinenbauer und sogar Bauingenieure mit dem Kram
genauso zu tun. In allen Maschinen, wo sich etwas bewegt, werden
Schwingungen erzeugt. Motoren, Turbinen, aber auch z.B. Fahrgestelle,
Antriebswellen, ...einfach alles.
Auch Hochhäuser und Brücken schwingen - oder eben nicht.
Und warum das wichtig ist, kann man hier wunderbar sehen:
https://www.youtube.com/watch?v=xcjv_vQJO7U
So etwas kann prinzipiell mit jedem schwingungsfähigem System geschehen
- da ist es gut zu wissen was man tut, bevor man es tut.
Zweistein schrieb:> im Ingenieursstudium behandeln wir Schwingungen. Wozu sind diese denn> nun z.B. wichtig?
Weil wir wahrscheinlich selbst nur aus Schwingungen bestehen.
>Zweistein schrieb:>> im Ingenieursstudium behandeln wir Schwingungen. Wozu sind diese denn>> nun z.B. wichtig?
Ich glaube, dieses Studium ist nicht das richtige für Dich ...
Schwingungen auf die direkte Wortbedeutung wie mechanische S.,
elektrische S., akustische S. usw. zu reduzieren, greift zu kurz. Um das
Problem der Schwingungen zu beleuchten sind Überlegungen zu
- diskreten oder kontinuierlichen Systemen
- Stabilitätsbetrachtungen
- linearen- oder nichtlinearen Systemen
- periodischen, harmonischen, stochastischen Systemen
- Systemen mit dem Freiheitsgrad von 1 oder größer 1
- Energiedissipation
notwendig. Die Beschäftigung mit dieser Bandbreite macht gerade den
Ingenieur aus. Sollte es zumindest ;-)
> Im Zeitalter des numerischen Lösens hat das seine alleinige Berechtigung
verloren.
Naja, ist halt schon ein Unterschied, ob man sich eine analytische
Loesung vorstellen kann, oder immer eine Simulation laufen lasen muss.
Pandur S. schrieb:>> Im Zeitalter des numerischen Lösens hat das seine alleinige Berechtigung> verloren.>> Naja, ist halt schon ein Unterschied, ob man sich eine analytische> Loesung vorstellen kann, oder immer eine Simulation laufen lasen muss.
Najaja, die analytische Lösung beruht ja auch auf
Vereinfachungen/Modellierungen (sinusförmig) wie auch die Simulation.
Insofern ist das nicht unbedingt eine 'allgemeinere Lösung' sondern auch
nur was spezielles.
Kann man auch gut an der Entwicklung der Stealthflugzeuge vom F-117
(Erstflug: 1981) zur F-22 (1990)sehen. Bei ersterem konnte man nur
Facettenflächen und dern Rückstrahlung berechnen und musste
aerodynamisch ungünstige Formen wählen, während man bei B-2 (1989)und
F-22 Computer hatte, beliebige Flächen computertechnisch auf Radareche
zu optimieren.
https://de.wikipedia.org/wiki/Lockheed_Martin_F-22#/media/Datei:Raptor_F-22_27th.jpghttps://de.wikipedia.org/wiki/Lockheed_F-117#/media/Datei:Lockheed_F-117A_Nighthawk_USAF.jpg
Analytische Lösungen haben den großen Vorteil besser in unsere
Vorstellungswelt zu passen. So fällt es uns leicht(er) etwas unter einem
Eigenvektor, einer Eigenform oder einem Eigenwert vorzustellen. Mit Groß
O von h^p+1 sieht es beim Runge-Kutta-Verfahren schon deutlich
schlechter aus.
