Wann entsteht eine harmonische Schwingung?
Ob eine Schwingung harmonisch ist, also die Weg-Zeit-Funktion eine Sinusfunktion ist, hängt davon ab, ob folgende Bedingung erfüllt ist:
Bei einer harmonischen Schwingung ist die rücktreibende Kraft proportional zur Auslenkung.
Es muss also gelten: 
Anders ausgedrückt: Es gilt das lineare Kraftgesetz:
bzw. 
Dabei ist D die sogenannte Richtgröße – ein Proportionalitätsfaktor, der die Kraft beschreibt, die für eine bestimmte Auslenkung erforderlich ist.
Das negative Vorzeichen bringt zum Ausdruck, dass es sich um eine rücktreibende Kraft (Rückstellkraft) handelt, die der Auslenkung stets entgegengerichtet ist, den Oszillatior daher immer zurück in Richtung Ruhelage zieht.
Ein Federpendel führt eine harmonische Schwingung aus
Wir haben bereits am y(t)-Diagramm erkannt, dass ein Federpendel eine harmonische Schwingung ausführt.
Die Bedingung für harmonische Schwingungen ist beim Federpendel erfüllt, denn für eine Schraubenfeder gilt das Hookesche Gesetz.
Hookesches Gesetz:
Das Hookesche Gesetz entspricht also genau der Bedingung für harmonische Schwingungen: Kraft und Auslenkung sind zueinander proportional.
Die Kraft ist die Rückstellkraft, die Verlängerung s entspricht der Auslenkung y, die Richtgröße D ist in diesem Fall die Federkonstante.
Mit Hilfe dieser Zusammenhänge lässt sich die Schwingungsdauer für ein Federpendel vorhersagen. Die Herleitung einer entsprechenden Formel findest Du auf der nächsten Seite.