Anwendungen in der Physik

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

Aufgabe P1 - Das Federpedel  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!

Aufgabe P2 - Das Oszilloskop  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. Gib die Spitzenspannung (Amplitude) an! Wie groß ist die Schwingungsdauer? Bestimme die Frequenz!

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

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Aufgabe P3 - Erdbeben  Das Video und die Abbildung zeigen 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: [Anzeigen][Verstecken] 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!

Aufgabe P4  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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Lösung zu Aufgabe P 2: [Anzeigen][Verstecken]

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.

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Station 4: Zusatzaufgaben