Anwendungen in der Physik: Unterschied zwischen den Versionen

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1. Die Spitzenspannung (Amplitude) beträgt ungefähr 2,3V.  
 
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Version vom 8. Februar 2009, 11:56 Uhr

Einführung - Station 1: Einfluss der Parameter - Station 2: Bestimmung der Funktionsgleichung und mehr - Station 3: Anwendungen in der Physik - Station 4: Zusatzaufgaben


FAQ

Hier kannst du die Bedeutung der verwendeten Begriffe nachschlagen.

Anwendungen in der Physik

Hefteintrag: Formuliere eine Überschrift und mache dir Notizen zu den Aufgaben.


:
  Aufgabe P1 - Das Federpedel  Stift.gif

Ein Ball hängt an einer Feder und schwingt bei einmaliger Auslenkung. Im Bild sind die Ruhelage und die größten Auslenkungen aus dieser zu sehen. Die Zeitabstände zwischen den einzelnen Fotos sind jeweils gleich groß.

  1. Bestimme die Amplitude \ A!
  2. Wie groß ist die Schwingungsdauer \ T?
  3. Berechne die Frequenz \ f!
  4. Berechne die Kreisfrequenz \ \omega!
  5. Gib die zugehörige Funktionsgleichung in der Form s(t) = A \cdot \sin (\omega t) an!



:
  Aufgabe P2 - Das Fadenpendel  Stift.gif

Beschreibe das Experiment und verwende dabei die passenden mathematischen und physikalischen Fachbegriffe!


Oszilloskop.jpg
  Aufgabe P3 - Das Oszilloskop  Stift.gif

Ein Oszilloskop (umgangssprachlich "Oszi") ist ein elektronisches Messgerät mit dessen Hilfe u.a. der Verlauf der Spannung zeitlich dargestellt werden kann. Auf einem Oszilloskop sieht man dieses Bild. Dabei ist die x-Ablenkung auf 0,1ms/div (Millisekunden pro Teilung) und die y-Ablenkung auf 1V/div (Volt pro Teilung) eingestellt.

  1. Gib die Spitzenspannung (Amplitude) an!
  2. Wie groß ist die Schwingungsdauer?
  3. Bestimme die Frequenz!

Möchtest Du genaueres über das Oszilloskop wissen? Dann kannst Du Dich hier freiwillig informieren.


Abb1.gif
  Aufgabe P4 - Erdbeben  Stift.gif

Die Abbildung zeigt dir, wie man die Bewegung eines schwingenden Objekts mit Hilfe eines Streifen Papier, der an ihm gleichmäßig vorbei entlanggezogen wird, "festhalten kann". Auf diese Weise kann die Auslenkung als Funktion der Zeit aufgezeichnet werden. Nach diesem Prinzip können beispielsweise die Schwingungen, die ein Erdbeben auslöst, protokolliert werden. Die folgende Abbildung zeigt ein solches "Protokoll".

  • Wie viele Einzelschwingungen führt das Objekt pro Sekunde aus? Tipp:
Diese Zahl gibt die "Frequenz" an, wenn beispielsweise 100 Einzelschwingungen pro Sekunde stattfinden, so sagt man, die Schwingung hat eine Frequenz von 100 Hertz und schreibt \ f=100 Hz. Unter "einer Einzelschwingung" ist dabei ein vollständiges Duchlaufen einer Periode, ein "hin und her" gemeint.
  • Stelle die Funktionsgleichung der Schwingung auf!
Abb2.gif


  Aufgabe P5  Stift.gif
  • In dem Applet auf dieser Seite wird gezeigt, wie man eine Schwingung darstellen kann. Mit dem Schieberegler für t kannst du die Schwingung darstellen. Überlege dir die gestellten Aufgaben und finde dann mit den angegebenen Größen y_max und T einen Funktionsterm für die zugehörige Sinusschwingung.
  • In dem Applet auf diesem Arbeitsblatt werden die Parameter einer Sinusschwingung aus der Physik behandelt. Welche Parameter a,b,c,d entsprechen welchen physikalischen Größen a, f, phi_0?
  • In diesem Lernpfad zur harmonischen Schwingung findest du als Lernschritt 8 eine Aufgabe. Kannst du sie lösen? Fertige eine Zeichnung an! Finde die entsprechenden Größen a,b,c,d von a sin(b x + c)+d?


Lösung zu Aufgabe P 1:

1. \ A = 4 cm

2. \ T = 0,925 s

3. f = \frac{1}{T} = \frac{1}{0,925 s} = 1,08 Hz

Lösung zu Aufgabe P 3:

1. Die Spitzenspannung (Amplitude) beträgt ungefähr 2,3V.

2. Die Schwinungsdauer beträgt in etwa \ T = 0,4ms.

3. Es gibt mehrere Möglichkeiten die Frequenz zu bestimmen. So errechnet man z.B. aus der Schwingungsdauer, dass f = \frac{1}{0,4ms}=\frac{1}{\frac{4}{10000}s}=2500Hz=2,5kHz gilt.

Nun hast du es wirklich geschafft und den ganzen Lernpfad bearbeitet. Du kannst stolz sein - gut gemacht!

Hefteintrag: Lese dir bitte deinen Hefteintrag durch und überprüfe kurz, ob du wirklich alles Wichtige notiert hast.

Falls du noch etwas üben möchtest, so löse die Zusatzaufgaben. Ich wünsche dir noch einen schönen Tag!

Weiter geht es mit

Station 4: Zusatzaufgaben

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