Warum sind Schwingungen so wichtig?

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.

Gleichspannung ist langweilig (5V oder 12, oder 3.754 an einem 
Spannungsteiler).

Der Rest sind Schwingungen. Und selbst 50Hz zuweilen Hochfrequenz.

Pandur S. schrieb:
> Dann kann man bei linearen Systemen sämtliche möglichen Signale aus
> Schwingungen zusammensetzen. und auch so rechnen

Das scheint mir in der Tat der Hauptgrund für den Fokus auf harmonisch 
schwingende systeme in der Technik zu sein - man kann für diese Systeme 
beschreibende Differentialgleichung einen harmonischen Ansatz 
x=C*e**(λt) vorgeben und analytische Lösungen ermitteln.

https://physik.leech.it/pub/Theo_A/Skripte/Harmonischer%20Oszillator%20&%20Schwingungen.pdf

Im Zeitalter des numerischen Lösens hat das seine alleinige Berechtigung 
verloren. Und das spätestens nach dem Pasta-Ulam-Experiment 1953.
https://en.wikipedia.org/wiki/Fermi%E2%80%93Pasta%E2%80%93Ulam%E2%80%93Tsingou_problem

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.jpg

https://de.wikipedia.org/wiki/Lockheed_F-117#/media/Datei:Lockheed_F-117A_Nighthawk_USAF.jpg