Workshop - Mathematik

Bereich: Algebra - Klassenstufe: ab10.Kl.


Anpassen einer Sinus-Funktion an eine gemessene Schwingung

1. Einführung

Ohne Modifikation verläuft die Sinus-Funktion von -1 bis 1 und hat eine Periode von 2π. Das heißt, dass sie sich ab x = 2π wiederholt. Grafisch dargestellt, hat die Sinus-Funktion folgenden Verlauf:

Ein solcher Verlauf wird auch (Sinus-) Schwingung genannt. Er tritt in der Natur sehr häufig auf, allerdings in leicht modifizierter Form. So schwingt etwas nicht unbedingt zwischen den Werten -1 und 1 hin und her. Auch wiederholt sich die Schwingung meist nicht nach dem Wert 2π, sondern nach einer anderen Periode.

Hier einmal als Beispiel ein Mikrofonsignal bei der Aufnahme einer Schallschwingung (ich habe gepfiffen):

Man erkennt deutlich den Sinus-Verlauf, aber auch im Vergleich mit obigem Diagramm die unterschiedlichen Werte der Achsen. Um nun eine solche reale Schwingung mathematisch korrekt darzustellen, muss die Sinus-Funktion etwas verändert werden.

Wie man das macht, erfährst du auf den nächsten Seiten...