Schwingungen in der Technischen Mechanik: Quizfragen und Übungen

Question 1

Welche Faktoren bestimmen die Schwingungsdauer eines Feder-Masse-Systems bei freien Schwingungen?

Accepted Answer

Masse und Steifigkeit

Answer

Amplitude und Dämpfung

Answer

Anfangsauslenkung und Anfangsgeschwindigkeit

Question 2

Welche Art der Dämpfung bewirkt eine exponentielle Abnahme der Amplitude?

Accepted Answer

Viskose Dämpfung

Answer

Coulomb-Dämpfung

Answer

Reibungsfreie Dämpfung

Answer

Kritische Dämpfung

Question 3

Was ist die Resonanzfrequenz eines Systems?

Accepted Answer

Die Frequenz, bei der die Amplitude maximal ist.

Answer

Die Frequenz, bei der die Phasenverschiebung 90° beträgt.

Answer

Die Frequenz, bei der die Energie des Systems minimal ist.

Answer

Die Frequenz, bei der die Amplitude unendlich groß wird.

Question 4

Welche Aussage zur Phasenverschiebung zwischen Erregerkraft und Systemantwort bei erzwungenen Schwingungen ist richtig?

Accepted Answer

Sie ist von der Erregerfrequenz abhängig.

Answer

Sie ist konstant und beträgt 0°.

Answer

Sie ist konstant und beträgt 90°.

Answer

Sie ist konstant und beträgt 180°.

Question 5

Bei welcher Art von Schwingung wird die Energie kontinuierlich vom System abgegeben?

Accepted Answer

Erzwungene Schwingung mit Dämpfung

Answer

Freie Schwingung

Answer

Erzwungene Schwingung ohne Dämpfung

Answer

Resonanzschwingung

Question 6

Welche Aussage zur Eigenfrequenz eines schwingenden Systems ist korrekt?

Accepted Answer

Es ist die Frequenz, bei der das System ohne äußere Krafteinwirkung schwingt.

Answer

Es ist die Frequenz, bei der die Schwingungsamplitude am größten ist.

Answer

Es ist die Frequenz, bei der das System gedämpft wird.

Answer

Es ist die Frequenz, bei der die Schwingung aufhört.

Question 7

Welche Einheit hat der Federkennwert?

Accepted Answer

Newton pro Meter

Answer

Newton pro Quadratmeter

Answer

Kilogramm pro Quadratmeter

Answer

Kilogramm pro Meter

Question 8

Welche Schwingungsart tritt auf, wenn die Dämpfung vernachlässigbar gering ist?

Accepted Answer

Ungedämpfte Schwingung

Answer

Gedämpfte Schwingung

Answer

Überdämpfte Schwingung

Answer

Kritisch gedämpfte Schwingung

Question 9

Welches Verhältnis zwischen Anregungsfrequenz und Eigenfrequenz führt zu Resonanz?

Accepted Answer

1

Answer

0,5

Answer

1,5

Answer

2

Question 10

Welche Komponente einer Schwingungsgleichung beschreibt die Phasenlage der Schwingung?

Accepted Answer

Phasenverschiebung

Answer

Amplitude

Answer

Frequenz

Answer

Dämpfungskonstante

Question 11

Wo befindet sich die maximale Beschleunigung in einer gedämpften Schwingung?

Accepted Answer

Am Anfang

Answer

Am Ende

Answer

In der Mitte

Answer

Überall gleich

Question 12

Welcher Parameter bestimmt die Zeit, die ein gedämpftes System benötigt, um seine Amplitude auf die Hälfte zu reduzieren?

Accepted Answer

Dämpfungskonstante

Answer

Eigenfrequenz

Answer

Anregungsfrequenz

Answer

Amplitude

Question 13

Welche Art der Dämpfung führt zu aperiodischen Schwingungen?

Accepted Answer

Viskose Dämpfung

Answer

Coulombsche Dämpfung

Answer

Strömungsdämpfung

Question 14

Bei welcher Frequenz schwingt ein System in Resonanz?

Accepted Answer

Eigenfrequenz des Systems

Answer

Erregerfrequenz

Answer

Differenzfrequenz von Erreger- und Eigenfrequenz

Answer

Summenfrequenz von Erreger- und Eigenfrequenz

Question 15

Welche Schwingungsgleichung beschreibt freie Schwingungen mit Dämpfung?

Accepted Answer

mx'' + bx' + kx = 0

Answer

mx'' + bx' = 0

Answer

mx'' + kx = 0

Answer

mx'' + bx' + kx = F0 * sin(ωt)

Question 16

Welche Ursachen tragen zur Dämpfung von Schwingungen bei?

Accepted Answer

Kombination aus allen oben genannten

Answer

Reibung

Answer

Materialviskosität

Answer

Strömungswiderstand

Question 17

Welche Art von Schwingung wird durch eine Dämpfungskraft beschrieben, die proportional zur Geschwindigkeit ist?

Accepted Answer

Viskose Schwingung

Answer

Coulombsche Schwingung

Answer

Coulomb-Viskose-Schwingung

Question 18

Welche Maßnahmen können zur Reduzierung von Schwingungen ergriffen werden?

Accepted Answer

Kombination aus allen oben genannten

Answer

Dämpfung erhöhen

Answer

Eigenfrequenz des Systems ändern

Answer

Resonanz vermeiden

Question 19

Wie beeinflusst Dämpfung die Amplitude und die Frequenz eines gedämpften Schwingers?

Accepted Answer

Die Amplitude nimmt ab, die Frequenz bleibt konstant.

Answer

Die Amplitude nimmt zu, die Frequenz bleibt konstant.

Answer

Die Amplitude nimmt ab, die Frequenz nimmt zu.

Answer

Die Amplitude bleibt konstant, die Frequenz nimmt ab.

Question 20

Welcher Faktor hat den größten Einfluss auf die Dämpfung einer Schwingung?

Accepted Answer

Reibung

Answer

Federkonstante

Answer

Masse

Answer

Anfangsgeschwindigkeit

Question 21

Bei Resonanz tritt eine maximale Schwingungsamplitude auf, wenn die

Accepted Answer

Frequenz der erzwungenen Schwingung der Eigenfrequenz des Systems entspricht.

Answer

Frequenz der erzwungenen Schwingung größer als die Eigenfrequenz des Systems ist.

Answer

Frequenz der erzwungenen Schwingung kleiner als die Eigenfrequenz des Systems ist.

Answer

Amplitude der erzwungenen Schwingung gleich der Amplitude der freien Schwingung ist.

Question 22

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die Amplitude einer erzwungenen Schwingung?

Accepted Answer

A = F0 / (m * sqrt((k - m * w^2)^2 + (c * w)^2))

Answer

A = F0 / (m * sqrt((k - m * w^2)^2 + (c * w)))

Answer

A = F0 / (k - m * w^2)

Answer

A = F0 * (k - m * w^2) / (c * w)

Question 23

Welche der folgenden Aussagen über die Eigenfrequenz eines Systems ist falsch?

Accepted Answer

Sie kann durch Hinzufügen von Dämpfung erhöht werden.

Answer

Sie ist abhängig von der Masse und der Steifigkeit des Systems.

Answer

Sie ist die Frequenz, bei der das System ohne äußere Kraft schwingt.

Answer

Sie ist eine Konstante des Systems.

Question 24

Welche der folgenden Einheiten wird zur Messung der Schwingungsdauer verwendet?

Accepted Answer

Sekunde

Answer

Hertz

Answer

Meter

Answer

Newton

Question 25

Was unterscheidet Dämpfung von Resonanz?

Accepted Answer

Dämpfung ist eine Kraft, die die Schwingung abschwächt, während Resonanz sie verstärkt.

Answer

Dämpfung ist eine Kraft, die die Schwingung verstärkt, während Resonanz sie abschwächt.

Answer

Dämpfung und Resonanz sind dasselbe Phänomen.

Answer

Dämpfung ist eine Kraft, die die Schwingung aufrechterhält, während Resonanz sie stoppt.

Question 26

Welche Aussage beschreibt eine erzwungene Schwingung korrekt?

Accepted Answer

Ihre Amplitude hängt von der Frequenz der einwirkenden Kraft ab.

Answer

Ihre Schwingungsdauer entspricht immer der Eigenfrequenz des Systems.

Answer

Sie wird ausschließlich durch die Eigenkraft des Systems aufrechterhalten.

Answer

Ihre Schwingungsdauer ist konstant.

Question 27

Was geschieht mit der Amplitude einer erzwungenen Schwingung, wenn die Frequenz der einwirkenden Kraft der Eigenfrequenz des Systems nahekommt?

Accepted Answer

Sie nimmt zu.

Answer

Sie nimmt ab.

Answer

Sie bleibt unverändert.

Answer

Sie wird unendlich groß.

Question 28

Welche Aussage beschreibt eine harmonische Schwingung korrekt?

Accepted Answer

Ihre Schwingungsdauer ist konstant.

Answer

Ihre Amplitude nimmt exponentiell ab.

Answer

Ihre Schwingungsfrequenz ist nicht konstant.

Answer

Sie ist nicht periodisch.

Question 29

Was beschreibt das Konzept der Phasenverschiebung bei erzwungenen Schwingungen?

Accepted Answer

Die Zeitdifferenz zwischen der einwirkenden Kraft und der Bewegung des Systems

Answer

Die Amplitudenänderung zwischen der einwirkenden Kraft und der Bewegung des Systems

Answer

Die Frequenzänderung zwischen der einwirkenden Kraft und der Bewegung des Systems

Answer

Die Phasenverschiebung ist bei erzwungenen Schwingungen nicht relevant.

Question 30

Was beschreibt Resonanz in einem Schwingungssystem?

Accepted Answer

Alle oben genannten Aussagen.

Answer

Die Übereinstimmung der Frequenz der erzwungenen Schwingung mit der Eigenfrequenz.

Answer

Den Zustand maximaler Amplitude der erzwungenen Schwingung.

Answer

Die Angleichung der Phase der erzwungenen Schwingung an die Phase der Eigenfrequenz.

Question 31

Was ist der Qualitätsfaktor eines Schwingungssystems?

Accepted Answer

Ein Maß für die Dämpfung des Systems.

Answer

Ein Maß für die Eigenfrequenz des Systems.

Answer

Ein Maß für die Amplitude des Systems.

Answer

Ein Maß für die Phase des Systems.

Question 32

Was ist kritische Dämpfung und wie wirkt sie sich auf das zeitliche Verhalten eines schwingenden Systems aus?

Accepted Answer

Bei kritischer Dämpfung kehrt das System nach einer Störung am schnellsten in seine Ruhelage zurück, ohne zu überschwingen.

Answer

Kritische Dämpfung tritt nur bei erzwungenen Schwingungen auf.

Answer

Kritische Dämpfung führt zu einer größeren Amplitude der Schwingungen.

Question 33

Welche Faktoren beeinflussen die Amplitude und Phase der stationären Antwort in erzwungenen Schwingungen?

Accepted Answer

Anregungsfrequenz und Dämpfung

Answer

Nur die Anregungsfrequenz

Answer

Nur die Dämpfung

Question 34

Welche Aussage über den Einfluss der Anfangsbedingungen auf das Schwingungsverhalten eines harmonischen Systems ist korrekt?

Accepted Answer

Die Anfangsauslenkung und -geschwindigkeit bestimmen die Amplitude und Phase der Schwingung.

Answer

Die Anfangsauslenkung bestimmt die Periodendauer der Schwingung.

Answer

Die Anfangsgeschwindigkeit bestimmt die Gesamtenergie der Schwingung.

Answer

Die Anfangsbedingungen haben keinen Einfluss auf das Schwingungsverhalten.

Question 35

Welche der folgenden Eigenschaften ist ein Merkmal nichtlinearer Schwingungen?

Accepted Answer

Mögliches chaotisches Verhalten

Answer

Konstante Schwingungsdauer

Answer

Immer periodisch

Answer

Unabhängige Amplitude von der Anregungsfrequenz

Question 36

Welche Aussage über freie Schwingungen ist korrekt?

Accepted Answer

Die Schwingungsdauer ist unabhängig von der Anfangsamplitude.

Answer

Die Schwingungsfrequenz ist umgekehrt proportional zur Masse.

Answer

Die Schwingungsamplitude nimmt mit der Zeit exponentiell ab.

Question 37

Was versteht man unter der Resonanzfrequenz eines Systems?

Accepted Answer

Die Frequenz, bei der die Amplitude der erzwungenen Schwingung maximal wird.

Answer

Die Frequenz, bei der die Schwingungsperiode am kleinsten ist.

Answer

Die Frequenz, bei der die Schwingungsamplitude null ist.

Question 38

Welche Aussage über Dämpfung ist korrekt?

Accepted Answer

Dämpfung verringert die Schwingungsamplitude.

Answer

Dämpfung ist ein Maß für die im System gespeicherte Energie.

Answer

Dämpfung ist nur bei erzwungenen Schwingungen vorhanden.

Answer

Dämpfung erhöht die Schwingungsfrequenz.

Question 39

Welche Gleichung beschreibt die Schwingungsgleichung eines gedämpften Systems?

Accepted Answer

mx'' + cx' + kx = 0

Answer

cx'' + kx = 0

Answer

mx'' + kx = 0

Answer

mx' + cx = 0

Question 40

Welche Aussage über die grafische Darstellung eines gedämpften Schwingungssystems ist korrekt?

Accepted Answer

Die Amplitude nimmt mit der Zeit exponentiell ab.

Answer

Die Schwingung ist harmonisch.

Answer

Die Frequenz nimmt mit der Zeit zu.

Answer

Die Schwingung ist periodisch.

Question 41

Welche Kraft verursacht eine erzwungene Schwingung?

Accepted Answer

Periodische äußere Kraft

Answer

Reibungskraft

Answer

Federkraft

Question 42

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen freien und erzwungenen Schwingungen?

Accepted Answer

Freie Schwingungen erfolgen ohne äußere Kraft, während erzwungene Schwingungen durch eine äußere Kraft verursacht werden.

Answer

Freie Schwingungen haben eine größere Amplitude als erzwungene Schwingungen.

Question 43

In welcher Einheit wird die Schwingungsamplitude gemessen?

Accepted Answer

Meter (m)

Answer

Newton (N)

Answer

Hertz (Hz)

Answer

Kilogramm (kg)

Question 44

Welchen Zweck hat ein Schwingungstilger?

Accepted Answer

Reduzierung der Amplitude erzwungener Schwingungen

Answer

Verhinderung freier Schwingungen

Answer

Messung der Schwingungsbeschleunigung

Answer

Erhöhung der Schwingungsfrequenz

Question 45

Welche Aussage zur Resonanz ist richtig?

Accepted Answer

Bei Resonanz ist die Amplitude der erzwungenen Schwingung maximal.

Answer

Resonanz tritt auf, wenn die Eigenfrequenz des Systems kleiner ist als die Erregerfrequenz.

Answer

Bei Resonanz ist die Schwingungsdauer gleich der Erregerdauer.

Question 46

Welche der folgenden Kräfte ist in einem schwingenden System **nicht** vorhanden?

Accepted Answer

Reibungskraft

Answer

Trägheitskraft

Answer

Federkraft

Answer

Dämpfungskraft

Question 47

Welche Schwingungsart tritt in einem Feder-Masse-System auf?

Accepted Answer

Sinusschwingung

Answer

Sägezahnschwingung

Answer

Exponentielle Schwingung

Answer

Quadratische Schwingung

Question 48

Bei welcher Frequenz tritt Resonanz auf?

Accepted Answer

Eigenfrequenz des Systems

Answer

Frequenz der Dämpfungskraft

Answer

Anregungsfrequenz

Answer

Frequenz der äußeren Kraft

Question 49

Welche der folgenden Aussagen zur erzwungenen Schwingung ist falsch?

Accepted Answer

Die Schwingungsamplitude ist immer größer als die Amplitude der äußeren Kraft.

Answer

Die Schwingung kann gedämpft sein.

Answer

Die Schwingungsfrequenz ist gleich der Frequenz der äußeren Kraft.

Question 50

Welche der folgenden Größen hat die Einheit [kg/s]

Accepted Answer

Dämpfungskonstante

Answer

Eigenfrequenz

Answer

Federkonstante

Answer

Schwingungsamplitude

Question 51

Welche der folgenden Aussagen zur Schwingungsgleichung ist richtig?

Accepted Answer

Sie ist eine Differentialgleichung zweiter Ordnung mit konstanten Koeffizienten.

Answer

Sie ist eine nichtlineare Gleichung.

Answer

Sie hat immer eine analytische Lösung.

Question 52

Was versteht man unter Dämpfung?

Accepted Answer

Eine Kraft, die der Schwingung entgegenwirkt.

Answer

Die maximale Auslenkung der Schwingung.

Answer

Eine Kraft, die die Schwingung verstärkt.

Answer

Die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde.

Question 53

Was geschieht, wenn die Erregerfrequenz mit der Eigenfrequenz des Systems übereinstimmt?

Accepted Answer

Resonanz.

Answer

Superposition.

Answer

Interferenz.

Answer

Dämpfung.

Question 54

Welche Größe beschreibt die Dauer einer Schwingung?

Accepted Answer

Periode.

Answer

Amplitude.

Answer

Dämpfung.

Answer

Frequenz.

Question 55

Was ist die Amplitude einer erzwungenen Schwingung?

Accepted Answer

Die maximale Auslenkung vom Ruhepunkt.

Answer

Die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde.

Answer

Die treibende Kraft des Systems.

Answer

Die Zeit, die für eine Schwingung benötigt wird.

Question 56

Welche Aussage über gedämpfte Schwingungen ist falsch?

Accepted Answer

Ihre Amplitude nimmt mit der Zeit zu.

Answer

Sie können durch Reibung oder andere Widerstandsformen verursacht werden.

Answer

Sie treten auf, wenn eine Dämpfungskraft vorhanden ist.

Answer

Ihre Frequenz bleibt konstant.

Question 57

Was versteht man unter der Eigenfrequenz eines Systems?

Accepted Answer

Die Frequenz, mit der das System ohne äußere Krafteinwirkung schwingt.

Answer

Die Frequenz, bei der Resonanz auftritt.

Answer

Die Frequenz, mit der das System angetrieben wird.

Question 58

Welche der folgenden Einheiten ist keine Maßeinheit für die Frequenz?

Accepted Answer

Newton.

Answer

Sekunde^-1.

Answer

Umdrehung/Minute.

Answer

Hertz.

Question 59

Welchen Effekt hat eine nichtlineare Feder auf ein schwingendes System?

Accepted Answer

Änderung der Schwingungsfrequenz mit zunehmender Amplitude.

Answer

Konstante Schwingungsfrequenz.

Answer

Abnahme der Schwingungsamplitude.

Question 60

Welche Aussage über die Schwingungsdauer **T** einer ungedämpften Feder-Masse-Schwingung ist richtig?

Accepted Answer

**T** ist proportional zur Quadratwurzel aus **m/k**.

Answer

**T** ist proportional zu **m*k**.

Answer

**T** ist proportional zu **m/k**.

Answer

**T** ist proportional zu **k/m**.

Question 61

Was passiert mit der Amplitude einer erzwungenen Schwingung, wenn die Anregungsfrequenz der Eigenfrequenz des Systems entspricht?

Accepted Answer

**Resonanz**: Die Amplitude wird maximal.

Answer

**Antikresonanz**: Die Amplitude wird minimal.

Answer

Die Amplitude nimmt ab.

Answer

Die Amplitude bleibt konstant.

Question 62

Welche Aussage über die Dämpfung in einem schwingenden System ist richtig?

Accepted Answer

Dämpfung reduziert die Energie des Systems.

Answer

Dämpfung hat keinen Einfluss auf die Energie des Systems.

Answer

Dämpfung kehrt die Richtung der Schwingung um.

Answer

Dämpfung erhöht die Energie des Systems.

Question 63

Was ist die dimensionslose Dämpfung eines schwingenden Systems?

Accepted Answer

**Dämpfungsverhältnis** **zeta**

Answer

Schwingungsdauer **T**

Answer

Eigenfrequenz **f**

Answer

Federkonstante **k**

Question 64

Welche Aussage beschreibt ein überschwingendes System?

Accepted Answer

Das System schwingt über den Gleichgewichtspunkt hinaus.

Answer

Das System schwingt unter dem Gleichgewichtspunkt.

Answer

Das System schwingt nicht.