Schwingungen in der Technischen Mechanik: Quizfragen und Lerninhalte

Question 1

Welche der folgenden Größen beschreibt die maximale Auslenkung eines schwingenden Objekts vom Gleichgewichtspunkt?

Accepted Answer

Amplitude

Answer

Periode

Answer

Frequenz

Answer

Schwingungsdauer

Question 2

Welche Art von Kraft verursacht eine erzwungene Schwingung?

Accepted Answer

Eine periodische Kraft

Answer

Eine konstante Kraft

Answer

Eine zufällige Kraft

Answer

Eine Reibungskraft

Question 3

Was versteht man unter der Resonanzfrequenz eines Systems?

Accepted Answer

Die Frequenz der erzwungenen Kraft, bei der die Schwingungsamplitude maximal ist

Answer

Die Frequenz, bei der das System die größte Energie speichert

Answer

Die Frequenz, bei der das System die geringste Energie speichert

Answer

Die Frequenz, bei der die Schwingung am schnellsten abklingt

Question 4

Welche Größe bleibt bei einer freien Schwingung konstant?

Accepted Answer

Energie

Answer

Amplitude

Answer

Frequenz

Answer

Geschwindigkeit

Question 5

Welche Art von Dämpfung führt zu einer Abnahme der Schwingungsamplitude?

Accepted Answer

Viskose Dämpfung

Answer

Lineare Dämpfung

Answer

Coulomb-Dämpfung

Answer

Hysterese-Dämpfung

Question 6

Welches der folgenden Beispiele stellt eine erzwungene Schwingung dar?

Accepted Answer

Ein Feder-Masse-System, das von einer periodischen Kraft angetrieben wird

Answer

Ein Pendel

Answer

Eine Stimmgabel

Answer

Ein Auto, das über eine holprige Straße fährt

Question 7

Was geschieht mit der Energie eines erzwungenen Systems, wenn die Frequenz der erzwungenen Kraft der Resonanzfrequenz entspricht?

Accepted Answer

Sie nimmt zu

Answer

Sie nimmt ab

Answer

Sie bleibt konstant

Answer

Sie kehrt sich um

Question 8

Welches der folgenden Systeme kann als erzwungenes Schwingungssystem angesehen werden?

Accepted Answer

Eine Feder-Masse-Kombination, die durch eine sinusförmige Kraft angetrieben wird

Answer

Ein Pendel, das schwingt

Answer

Eine Stimmgabel, die angeschlagen wird

Answer

Ein Auto, das über eine Bodenwelle fährt

Question 9

Was ist die Resonanzfrequenz eines Systems?

Accepted Answer

Die Frequenz, bei der die Amplitude der erzwungenen Schwingung maximal ist

Answer

Die Frequenz, bei der die freie Schwingungsfrequenz am größten ist

Answer

Die Frequenz, bei der die Reibungskräfte am größten sind

Answer

Die Frequenz, bei der die Schwingungsdauer am kürzesten ist

Question 10

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die Bewegungsgleichung eines gedämpften Schwingungssystems?

Accepted Answer

mx'' + kx + bx' = 0

Answer

mx'' + kx = 0

Answer

mx' + kx + bx = 0

Answer

mx'' + bx' + kx = F(t)

Question 11

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

Accepted Answer

Sie hängt von der Masse und Steifigkeit des Systems ab

Answer

Sie kann durch äußere Kräfte verändert werden

Answer

Sie ist unabhängig von der Dämpfung

Answer

Sie ist immer größer als die Resonanzfrequenz

Question 12

Was ist der Einfluss der Dämpfung auf die Resonanzfrequenz?

Accepted Answer

Sie verringert die Resonanzfrequenz

Answer

Sie erhöht die Resonanzfrequenz

Answer

Sie hat keinen Einfluss auf die Resonanzfrequenz

Answer

Sie verschiebt die Resonanzfrequenz zu höheren Frequenzen

Question 13

Wie beeinflusst eine größere Amplitude der erzwungenen Kraft die Amplitude einer erzwungenen Schwingung?

Accepted Answer

Sie erhöht die Amplitude.

Answer

Sie verringert die Amplitude.

Answer

Sie verändert die Amplitude nicht.

Answer

Sie invertiert die Amplitude.

Question 14

Welche Aussage über freie Schwingungen ist zutreffend?

Accepted Answer

Ihre Frequenz wird durch das System selbst bestimmt.

Answer

Sie werden durch eine externe Kraft erregt.

Answer

Ihre Amplitude nimmt im Laufe der Zeit zu.

Answer

Sie treten nur in ungedämpften Systemen auf.

Question 15

Was beschreibt die Resonanzfrequenz eines Systems?

Accepted Answer

Die Frequenz, bei der die Schwingungsamplitude maximal wird.

Answer

Die Frequenz, bei der die Schwingungen aufhören.

Answer

Die Frequenz, bei der das System seine höchste Energie speichert.

Answer

Die Frequenz, bei der das System seine geringste Energie speichert.

Question 16

Welche Art von Dämpfung führt zu einem allmählichen Abklingen der Schwingungsamplitude?

Accepted Answer

Viskose Dämpfung

Answer

Trockene Reibung

Answer

Coulomb-Reibung

Answer

Strömungsdämpfung

Question 17

Welche Schwingungsgleichung repräsentiert ein gedämpftes System zweiter Ordnung?

Accepted Answer

m*x'' + c*x' + k*x = 0

Answer

m*x'' + c*x' - k*x = 0

Answer

m*x' + c*x'' + k*x = 0

Answer

m*x'' - c*x' + k*x = 0

Question 18

Welche Parameter charakterisieren ein Schwingungssystem mit einem Freiheitsgrad?

Accepted Answer

Masse, Dämpfung und Steifigkeit

Answer

Frequenz, Amplitude und Phase

Answer

Energie, Impuls und Drehimpuls

Answer

Kraft, Geschwindigkeit und Beschleunigung

Question 19

Was ist das primäre Ziel der Schwingungsanalyse in der Mechatronik?

Accepted Answer

Optimierung des dynamischen Systemverhaltens.

Answer

Vermeidung unerwünschter Schwingungen.

Answer

Steigerung der Systemeffizienz.

Answer

Verbesserung der Systemzuverlässigkeit.

Question 20

Wie wirkt sich das Verhältnis zwischen der Anregungsfrequenz und der Eigenfrequenz eines Systems auf die Form der erzwungenen Schwingung aus?

Accepted Answer

Es bestimmt, ob die erzwungene Schwingung der freien Schwingung ähnelt (bei Resonanz) oder davon abweicht.

Answer

Es beeinflusst die Amplitude, aber nicht die Form der erzwungenen Schwingung.

Answer

Es ist nicht relevant für die Form der erzwungenen Schwingung.

Answer

Es bestimmt die Phase, aber nicht die Form der erzwungenen Schwingung.

Question 21

Welche Aussage zu gedämpften Schwingungen ist korrekt?

Accepted Answer

Die Amplitude nimmt mit der Zeit exponentiell ab.

Answer

Die Schwingung bleibt dauerhaft erhalten.

Answer

Die Eigenfrequenz des Systems nimmt zu.

Answer

Die Schwingung wird periodisch.

Question 22

Bei erzwungenen Schwingungen ist die Resonanzfrequenz:

Accepted Answer

gleich der Eigenfrequenz des Systems

Answer

geringer als die Eigenfrequenz des Systems

Answer

größer als die Eigenfrequenz des Systems

Question 23

Welche Aussage zum Phasenwinkel zwischen Erregungskraft und Schwingung bei Resonanz ist richtig?

Accepted Answer

Die Schwingung eilt der Kraft um 90° voraus.

Answer

Es gibt keinen Phasenwinkel.

Answer

Der Phasenwinkel hängt von der Dämpfung des Systems ab.

Answer

Die Schwingung eilt der Kraft um 90° nach.

Question 24

Welche Größe dient zur Quantifizierung der Dämpfung einer Schwingung?

Accepted Answer

Dämpfungskoeffizient

Answer

Masse

Answer

Federkonstante

Answer

Eigenfrequenz

Question 25

Welche Methode wird häufig zur Lösung von Schwingungsgleichungen für erzwungene Schwingungen eingesetzt?

Accepted Answer

Komplexe Amplitudenmethode

Answer

Direkte Integration

Answer

Graphische Methoden

Answer

Numerische Verfahren

Question 26

Welche Art von Schwingung tritt auf, wenn die Anregungsfrequenz deutlich kleiner als die Eigenfrequenz des Systems ist?

Accepted Answer

Quasistatische Schwingung

Answer

Gedämpfte Schwingung

Answer

Aperiodische Schwingung

Answer

Resonanzschwingung

Question 27

Welche Aussage zu nichtlinearen Schwingungen ist richtig?

Accepted Answer

Sie können chaotisches Verhalten aufweisen.

Answer

Sie sind immer analytisch lösbar.

Answer

Sie haben immer eine konstante Amplitude.

Answer

Sie sind nicht in technischen Anwendungen relevant.

Question 28

Welches physikalische System ist ein Beispiel für einen schwingungsfähigen Körper mit mehreren Freiheitsgraden?

Accepted Answer

Gebäude

Answer

Pendel

Answer

Feder-Masse-System

Answer

Drehschwingung

Question 29

Welche Art von Schwingung liegt vor, wenn ein System nach einer einmaligen Störung ohne äußere Krafteinwirkung in seine Ausgangslage zurückkehrt?

Accepted Answer

Freie Schwingung

Answer

Gedämpfte Schwingung

Answer

Erzwungene Schwingung

Answer

Resonanzschwingung

Question 30

Welche Größe beschreibt den maximalen Abstand eines schwingenden Systems von seiner Gleichgewichtslage?

Accepted Answer

Amplitude

Answer

Frequenz

Answer

Periode

Answer

Dämpfung

Question 31

Welche Aussage zu erzwungenen Schwingungen ist korrekt?

Accepted Answer

Ihre Frequenz entspricht der Frequenz der einwirkenden Kraft.

Answer

Sie treten nur in viskosen Systemen auf.

Answer

Ihre Amplitude ist unabhängig von der Frequenz der einwirkenden Kraft.

Answer

Sie können nicht gedämpft werden.

Question 32

Was bezeichnet die Resonanzfrequenz eines Systems?

Accepted Answer

Die Frequenz, bei der die Amplitude der erzwungenen Schwingung am größten ist.

Answer

Die Frequenz, bei der die Schwingung beginnt.

Answer

Die Frequenz, bei der die Schwingung aufhört.

Question 33

Welche Größe beeinflusst die Dämpfung einer Schwingung?

Accepted Answer

Reibung

Answer

Masse

Answer

Frequenz

Answer

Steifigkeit

Question 34

Wie verhält sich die Amplitude einer erzwungenen Schwingung, wenn die Frequenz der einwirkenden Kraft unter die Resonanzfrequenz sinkt?

Accepted Answer

Sie nimmt ab.

Answer

Sie bleibt konstant.

Answer

Sie wird unendlich groß.

Answer

Sie nimmt zu.

Question 35

Welche Aussage zu Schwingungen ist korrekt?

Accepted Answer

Schwingungen sind periodische Bewegungen.

Answer

Schwingungen treten nur in linearen Systemen auf.

Answer

Schwingungen sind immer gedämpft.

Answer

Schwingungen können nur in eine Richtung erfolgen.

Question 36

Nennen Sie den Unterschied zwischen einer erzwungenen und einer freien Schwingung.

Accepted Answer

Erzwungenen Schwingungen werden durch eine äußere Kraft angeregt, während freie Schwingungen nach einer Störung ohne äußere Krafteinwirkung entstehen.

Answer

Erzwungene Schwingungen haben eine höhere Amplitude als freie Schwingungen.

Question 37

Welche der folgenden Aussagen zur Amplitude einer gedämpften Schwingung ist korrekt?

Accepted Answer

Sie nimmt exponentiell ab.

Answer

Sie nimmt linear ab.

Answer

Sie bleibt konstant.

Question 38

Bei welcher Schwingungsart wird dem System Energie von außen zugeführt?

Accepted Answer

Erzwungene Schwingung

Answer

Gedämpfte Schwingung

Answer

Freie Schwingung

Question 39

Was beschreibt die Resonanzfrequenz eines Systems?

Accepted Answer

Die Frequenz der externen Kraft, bei der die Schwingungsamplitude maximal wird.

Answer

Die Frequenz der freien Schwingung des Systems.

Question 40

Welche Einheit hat die Schwingungsfrequenz?

Accepted Answer

Hertz (Hz)

Answer

Joule (J)

Answer

Meter (m)

Question 41

Was beschreibt die Phasenverschiebung zwischen der externen Kraft und der erzwungenen Schwingung?

Accepted Answer

Den zeitlichen Abstand zwischen den Maxima beider Schwingungen.

Answer

Die Amplitude der erzwungenen Schwingung.

Question 42

Welche Aussage zur Resonanzkurve ist richtig?

Accepted Answer

Sie hat eine Glockenform mit einem Maximum bei der Resonanzfrequenz.

Answer

Sie ist eine gerade Linie.

Question 43

Was ist der Qualitätsfaktor eines schwingenden Systems?

Accepted Answer

Ein Maß für die Dämpfung des Systems.

Answer

Ein Maß für die Energie des Systems.

Question 44

Welche Gleichung beschreibt die Schwingungsgleichung einer ungedämpften freien Schwingung?

Accepted Answer

x(t) = A * cos(ωt + φ)

Answer

x(t) = A * e^(-bt) * cos(ωt)

Question 45

Welche Methode kann zur Dämpfung von Schwingungen eingesetzt werden?

Accepted Answer

Viskose Dämpfung

Answer

Reduzieren der Steifigkeit des Systems.

Answer

Erhöhen der Anregungsfrequenz.

Question 46

Welche der folgenden Größen beschreibt die maximale Auslenkung einer Schwingung vom Gleichgewichtspunkt?

Accepted Answer

Schwingungsamplitude

Answer

Schwingungsfrequenz

Answer

Dämpfung

Answer

Schwingungsdauer

Question 47

Beträgt die Eigenfrequenz eines Feder-Masse-Systems 1 Hz, wird jedoch eine äußere Kraft mit einer Frequenz von 2 Hz auf das System ausgeübt. Welche Art von Schwingung tritt in diesem Fall auf?

Accepted Answer

Erzwungene Schwingung

Answer

Gedämpfte Schwingung

Answer

Freie Schwingung

Answer

Resonanz

Question 48

Bei welcher äußeren Kraftfrequenz tritt bei einem erzwungenen Schwingungssystem das Phänomen der Resonanz auf?

Accepted Answer

Eigenfrequenz des Systems

Answer

Halbe Eigenfrequenz des Systems

Answer

Dreifache Eigenfrequenz des Systems

Answer

Doppelte Eigenfrequenz des Systems

Question 49

Welche Einheit wird zur Angabe der Schwingungsdauer verwendet?

Accepted Answer

Sekunde

Answer

Hertz

Answer

Newton

Question 50

Welche der folgenden Größen ist dimensionslos?

Accepted Answer

Dämpfungsverhältnis

Answer

Schwingungsfrequenz

Answer

Schwingungsdauer

Answer

Schwingungsamplitude

Question 51

Welche der folgenden Aussagen zu harmonischen Schwingungen ist korrekt?

Accepted Answer

Die Auslenkung ist proportional zu Sinus oder Kosinus der Zeit.

Answer

Die Auslenkung ist proportional zum Quadrat der Zeit.

Answer

Die Auslenkung ist proportional zur Quadratwurzel der Zeit.

Question 52

Welche der folgenden Größen ist hauptverantwortlich für die Dämpfung einer Schwingung?

Accepted Answer

Reibung

Answer

Federeigenschaften

Answer

Masse

Answer

Kraft

Question 53

Nenne eine Anwendung, die das Prinzip der Schwingungen nutzt.

Accepted Answer

Feder-Pendel-Uhr

Answer

Transistor

Answer

Elektromotor

Answer

Solarzelle

Question 54

Was passiert mit der Amplitude einer Schwingung bei Resonanz?

Accepted Answer

Die Amplitude der Schwingung erreicht ein Maximum.

Answer

Die Phase der Schwingung bleibt konstant.

Answer

Die Energie des Systems wird minimal.

Answer

Die Frequenz der Schwingung nimmt ab.

Question 55

Welche Differentialgleichung beschreibt die erzwungene Schwingung eines gedämpften Systems?

Accepted Answer

m*x'' + b*x' + c*x = F*sin(ωt)

Answer

m*x'' + b*x + c*x' = F*sin(ωt)

Answer

m*x'' + c*x = F*sin(ωt)

Answer

b*x' + c*x = F*sin(ωt)

Question 56

Welchen Einfluss hat Dämpfung auf eine Schwingung?

Accepted Answer

Die Dämpfung verringert die Amplitude der Schwingung.

Answer

Die Dämpfung verändert die Frequenz der Schwingung.

Answer

Die Dämpfung führt zu einer Zunahme der Energie des Systems.

Answer

Die Dämpfung erhöht die Eigenfrequenz des Systems.

Question 57

Welche Größe ist bei einer harmonischen Schwingung proportional zur Beschleunigung?

Accepted Answer

Amplitude und Quadrat der Kreisfrequenz

Answer

Amplitude dividiert durch das Quadrat der Kreisfrequenz

Answer

Amplitude dividiert durch Kreisfrequenz

Answer

Amplitude und Kreisfrequenz

Question 58

Wie verhält sich die Energie einer gedämpften Schwingung im Laufe der Zeit?

Accepted Answer

Die Energie nimmt exponentiell ab.

Answer

Die Energie nimmt sinusförmig ab.

Answer

Die Energie bleibt konstant.

Answer

Die Energie nimmt linear ab.

Question 59

Welche der folgenden Größen ist eine dimensionslose Größe bei Schwingungen?

Accepted Answer

Dämpfungsgrad

Answer

Eigenfrequenz

Answer

Amplitude

Answer

Federkonstante

Question 60

Welche Differentialgleichung beschreibt die freie, ungedämpfte Schwingung eines Systems?

Accepted Answer

m*x'' + c*x = 0

Answer

m*x'' + b*x' = 0

Answer

b*x' + c*x = 0

Answer

m*x'' + b*x' + c*x = 0