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2024-10-30T19:56:44Z

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Ein '''Masse-Feder-System''' (oder '''Feder-Masse-System''') ist eine Kombination aus [[Masse (Physik)|Masse]]-behafteten Körpern und [[Feder (Technik)|Federn]]. Die ''Körper'' können mechanische [[Schwingung]]en ausführen. Beispiele sind das [[Federpendel]] oder das System aus Radmassen und Aufbau beim PKW.<ref name="Wallentowitz" /> Da in der Regel in jedem System Verluste auftreten, sind auch Dämpfer im System vorgesehen.<ref> Masse-Feder-Dämpfer-System, [https://glossar.item24.com/index.html|en/item/masse-feder-daempfungs-system/ Beschreibung]</REF>

Andererseits ist es auch ein [[Mathematisches Modell|Grundmodell]] für jeden mechanischen schwingungsfähigen Prozess, der sich durch ein Feder-Masse-System idealisieren lässt.<ref name="Prozess">Masse-Dämpfer-Feder-Prozess {{Webarchiv|url=http://www.mmm.ethz.ch/dok01/d0000216.pdf |wayback=20150501035444 |text=Grundmodell }}</ref> Eine Kombination aus einer Masse und einer Feder wird durch eine Differenzialgleichung zweiter Ordnung beschrieben, wobei nicht alle damit erfassbaren Strukturen zweiter Ordnung schwingungsfähige Gebilde zu sein brauchen.<ref name="Prozess"/>

Zur mathematischen Beschreibung allgemeiner Masse-Feder-Systeme auch mit kinematischen Bindungen und äußeren Anregungen eignet sich z. B. das [[D’Alembertsches Prinzip|d’Alembertsche Prinzip]].

== Feder-Masse-Systeme ==
=== Federpendel ===
{{Hauptartikel|Federpendel}}
Das Federpendel ist ein Masse-Feder-System, das aus einer einzelnen Masse, aus einer einzelnen Feder und optional aus einem einzelnen Dämpfungselement besteht. Die Eigenschaften des Systems können anhand des Abklingverhaltens und der [[Vergrößerungsfunktion]] beurteilt werden.

=== Bahntechnik ===
{{Hauptartikel|Masse-Feder-System (Bahntechnik)}}
Zwischen [[Oberbau (Eisenbahn)|Oberbau]] von Schienenwegen und dem Untergrund (z. B. betonierte Tunnelsohle) können federnde Bauteile eingebracht sein, damit sich von den Fahrzeugen ausgehende Erschütterungen nicht in die Umgebung ausbreiten und dort nicht als [[Körperschall]] wahrgenommen werden. Die Massen sind aufeinander folgende Fahrbahnplatten oder Schottertröge. Sie sind auf [[Feder (Technik)|Schraubenfedern]] (metallisch) oder [[Elastomer]]-Blöcken oder -Streifen gelagert. Diese in der Technik allgemein angewendete Maßnahme zur [[Schwingungsisolierung|Entkopplung]] von mechanischen [[Schwingung]]en hat ihren theoretischen Hintergrund im Masse-Feder-System.

=== Computergrafik ===
{{Hauptartikel|Masse-Feder-System (Computergrafik)}}
Zur zweidimensionalen bildhaften Darstellung der veränderlichen elastischen Verformung eines Körpers wird dieser in einem Modell aus vielen finiten (endlich kleinen) Massen, Federn und Dämpfungselementen simuliert. Mit der verwandten Methode der [[Finite-Elemente-Methode|Finiten Elemente]] wird i. d. R. lediglich die „statische“ elastische Deformation modelliert, und die Dämpfungselemente entfallen. Da die träge Masse hierbei keine Rolle spielt, sind die finiten Elemente i. d. R. nur elastische Grundkörper (z. B. Stäbe).

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="Wallentowitz">
{{Literatur
|Hrsg=Henning Wallentowitz, Konrad Reif
|Titel=Handbuch Kraftfahrzeugelektronik: Grundlagen - Komponenten - Systeme
|Auflage=2
|Verlag=Vieweg+Teubner
|Datum=2011
|ISBN=978-3-8348-0700-7
|Online={{Google Buch |BuchID=yMjcMIdGceoC |Seite=181}}}}
</ref></references>

{{SORTIERUNG:Massefedersystem}}
[[Kategorie:Physikalisches Demonstrationsexperiment]]

Masse-Feder-System - Versionsgeschichte

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