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Zum runterladen, hat keinen großen wert aber vielleichth ilfts jemandem...

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Fach

Aufgaben: Harmonische Wellen Name

Klasse

TGI-J2

Lösungen

PH

Blatt

1/5

Datum

23.10.13

Aufgabe 1: a) In einem See beobachten Sie den Wellengang. In einer Minute zählen Sie 10 Wellen, die Sie erreichen. Der Abstand von zwei Wellenbergen beträgt etwa 12 m. Wie groß ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen? b) Andere Wasserwelle: Während 12 Schwingungen innerhalb von 3 Sekunden ablaufen, breitet sich eine Störung um 3,6 m aus. Berechnen Sie Wellenlänge, Frequenz und Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle. a)

b)

Aufgabe 2: Bei dem skizzierten Güterzug fahren 15 Waggons in 12,0 s vorbei. Jeder Waggon hat die Länge von 14,0 m. a) Mit welcher Frequenz fahren die Waggons vorbei? b) Wie groß ist die Geschwindigkeit des Zuges in km/h?

Aufgabe 3: In der nebenstehenden Skizze führt die Hand am Ende einer langen leicht gespannten Feder (Slinky-Feder) in einer Sekunde zwei volle Schwingungen aus. Die Welle bewegt sich mit der Geschwindigkeit 0,50 m/s entlang der Feder. a) Wie groß ist der Abstand zweier Berge bei dieser Welle? b) Angenommen die Frequenz der Welle sei jetzt 5,0 Hz und die Amplitude 1,3 cm. Wie groß ist dann die Strecke, welche der markierte Punkt in 3,0 s zurücklegt?

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23.10.13

Aufgabe 4: Mit Hilfe eines Seils lässt sich sehr einfach eine Querwelle (Transversalwelle) erzeugen. Die beiden Bilder unten zeigen zum einen die (idealisierte) Momentaufnahme der Seilwelle und zum anderen den Verlauf der Schwingung eines "Seilteilchens". a) Welches der beiden Bilder ist die Momentaufnahme der Welle, welches stellt die Schwingung eines Seilteilchens dar? b) Bestimmen Sie aus den Bildern die Amplitude, die Frequenz, die Schwingungsdauer und die Wellenlänge der Seilwelle. c) Wie groß ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Seilwelle?

Aufgabe 5: Eine Querwelle schreitet mit der Geschwindigkeit 2,5 m/s längs der +x-Achse fort. Der Erreger (x = 0) startet zur Zeit t = 0 seine Sinusschwingung mit f = 50 Hz und der Amplitude 2,0 cm. a) Zeichnen Sie die Welle zu den Zeiten t1 = 0,050s und t2 = 0,055s. b) Zeichnen Sie das Diagramm der Teilchenschwingung am Ort x = 3,75 cm.

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Aufgabe 6: Die Auslenkung einer Welle wird durch die folgende Gleichung beschrieben:

a) Bewegt sich die Welle in +x- oder in –x-Richtung? b) Bestimmen Sie aus der Wellengleichung die Amplitude, die Wellenlänge und die Frequenz der Welle. c) Wie groß ist die Auslenkung für t = 38 s und x = 13 m?

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Aufgabe 7: Die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Querwelle mit dem Amplitude und der Frequenz beträgt in einem Träger . a) Bestimmen Sie die Wellengleichung. b) Nach welcher Zeit beginnt ein Teilchen im Abstand l = 40 m vom Erregungsort an zu schwingen? c) Wie groß ist die Auslenkung dieses Teilchens nach t = 5 s.

Aufgabe 8: Eine sinusförmige Welle bewegt sich in die positive x-Richtung. Schreiben Sie mit den Informationen der beiden Graphiken die Wellengleichung an.

Aufgabe 9: Eine über eine Feder laufende Transversalwelle hat die Amplitude von 0,20 m und eine Frequenz von 175 Hz. Das Teilchen bei x = 0 m habe bei t = 0 s eine Auslenkung von s = 0. Zur Zeit t1 habe dieses Teilchen die Auslenkung s = 0,10 m. Welche Zeit verstreicht nach t1, bis das Teilchen wieder die Auslenkung von 0,10 m hat?

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23.10.13

Aufgabe 10: Eine harmonische Schwingung breite sich vom Nullpunkt als transversale Störung längs der x-Achse mit der Geschwindigkeit vPh = 7,5 mm/s aus. Für die Amplitude und die Kreisfrequenz dieser Schwingung gilt: A = 1,0 cm;  = /2 Hz a) Berechnen Sie die Periodendauer T, die Frequenz f und die Wellenlänge. b) Wie heißt die Wellengleichung? c) Zeichnen Sie maßstäblich das Momentbild der Störung nach t1 = 4 s, t2 = 6 s und t3 = 9 s. d) Wie heißen die Schwingungsgleichungen für die Oszillatoren, die an den Orten x1 = 5,25 cm bzw. x2 = 7,5 cm von der Störung erfasst werden?...