Anwendungen in der Physik

Einführung - Einfluss der Parameter - Bestimmung der Funktionsgleichung aus dem Graphen - Anwendungen in der Physik - Zusatzaufgaben

Anwendungen in der Physik

Aufgabe   Die Möve 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. Bestimme die Amplitude! Wie groß ist die Schwingungsdauer? Wie viele Perioden pro Sekunde gibt es? Diese Anzahl wird auch als Frequenz bezeichnet. Gib die zugehörige Funktionsgleichung in der Form $s(t) = A \cdot \sin (\omega t)$an!

Merke: wichtige Begriffe: Amplitude $A$ Die Amplitude gibt die maximale Auslenkung aus der Ruhelage an. Wellenlänge $\lambda$ ("lambda") Der Begriff Wellenlänge ist ein anderes Wort für Periode. Schwingungsdauer $T$ Die Schwingungsdauer gibt die Dauer einer Schwingung in Sekunden an. Frequenz $f$ Als Frequenz bezeichnet man die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde Kreisfrequenz $\omega$ ("omega") $\omega = \frac{2\pi}{T}$

Wiederholung: Frequenz und Amplitude

Aufgabe   Auf einem Oszilloskop sieht man obiges Bild. Was kann man dort ablesen? Wie erhält man aus dem Bild die nötigen Informationen? Wie liest man aus der angezeigten Kurve Nullstellen, maximale Amplitude, Abstände, ... ab?

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a) Die Sinuskurve ist um 0,75 nach oben verschoben.

Der Abstand zwischen Hoch- und Tiefpunkt der Sinuslinie ist 4,5, also ist die Amplitude 2,25.

Die Periodendauer ist 3,75.

Die Sinuskurve fängt mit 0,25 am linken Rand an.

b) Es sind d = 0,75, a = 2,25, b = 2*PI/3,75 und c = -0,224.

Aufgabe   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?

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Zusatzaufgaben