Aufgaben zu Wellen - Versionsgeschichte

Patrick.Nordmann: /* Stehende Wellen */

2026-02-04T13:38:27Z

‎Stehende Wellen

Patrick.Nordmann: /* Stehende Wellen */

2026-02-04T13:28:43Z

‎Stehende Wellen

Patrick.Nordmann: /* Stehende Wellen */

2026-02-04T13:28:31Z

‎Stehende Wellen

Patrick.Nordmann: /* Stehende Wellen */

2026-02-04T13:25:46Z

‎Stehende Wellen

Patrick.Nordmann: /* Stehende Wellen */

2026-02-04T13:22:35Z

‎Stehende Wellen

Patrick.Nordmann: /* Stehende Wellen */

2026-02-04T13:15:44Z

‎Stehende Wellen

Patrick.Nordmann: /* Brechung */

2026-02-03T11:17:21Z

‎Brechung

Patrick.Nordmann: /* Zeigermodell / Wellengleichung */

2026-01-16T18:54:01Z

‎Zeigermodell / Wellengleichung

Patrick.Nordmann: /* Zeigermodell / Wellengleichung */

2026-01-15T16:19:12Z

‎Zeigermodell / Wellengleichung

Patrick.Nordmann: /* Zeigermodell / Wellengleichung */

2026-01-14T10:24:14Z

‎Zeigermodell / Wellengleichung

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 ===Stehende Wellen===
-:'''1)''' Erklären Sie mit Hilfe einer Zeichnung und eines Textes, warum die Klangstäbe des Xylophons so befestigt sind wie auf dem Bild zu sehen. [[Datei:Schwingung Lernzirkel Xylophon.jpg|thumb]]
+:'''1)''' Erklären Sie mit Hilfe einer Zeichnung und eines Textes, warum die Klangstäbe des Xylophons so befestigt sind wie auf dem Bild zu sehen.
 :'''2)''' Bestimmen Sie die Höhe des Grundtones und des ersten Obertones der Orgelpfeife im offenen und gedackten Fall, wenn die Pfeife einen halben Meter lang ist.
-[[Datei:Stehende_Welle__offen_gedackt.png|thumb|Die Pfeife im Querschnitt]]
+[[Datei:Stehende_Welle__offen_gedackt.png|thumb|none|Die Pfeife im Querschnitt]]
 :'''3)''' Saiteninstrumente wie eine Gitarre, eine Geige oder ein Cello werden gestimmt, indem man die Saite unterschiedlich stark spannt. Je höher die Spannung, desto größer die Frequenz und je höher der Ton. Wird die Saite stärker gespannt, so vergrößert sich die Kopplung zwischen den einzelnen Stücke der Saite und damit die Phasengeschwindigkeit. Dieser Zusammenhang zwischen der Spannkraft einer Saite und der Ausbreitungsgeschwindigkeit wird in einem Experiment untersucht.
 :Dazu wird eine Saite angezupft und in die Grundschwingung versetzt. Die Spannkraft wird mit einem angehängten Gewicht verändert, aber gleichzeitig durch eine Verkürzung oder Verlängerung der Saite die Frequenz bei konstant 440 Hz gehalten. Der Effekt durch die stärkere Spannkraft wird also durch die größere Länge der Saite wieder aufgehoben.
 :Die Messwerte sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

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   Phasengeschw c in m/s|       |       |       |       |       |
-::a) Die Saite wird durch ein größeres Gewicht stärker gespannt. Erläutern Sie warum an die Länge der Saite verlängern muss, damit die Frequenz der Grundschwingung konstant bleibt.
+::a) Die Saite wird durch ein größeres Gewicht stärker gespannt. Erläutern Sie warum man die Länge der Saite verlängern muss, damit die Frequenz der Grundschwingung konstant bleibt.
 ::b) Zeigen Sie, dass F proportional zu <math>L^2</math> ist.
 ::c) Berechnen Sie jeweils die Ausbreitungsgeschwindigkeit c und stellen Sie c in Abhängigkeit von F in einem Diagramm dar.

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   Phasengeschw c in m/s|       |       |       |       |       |
-::a) Die Saite wird durch ein größeres Gewicht stärker gespannt. Erläutern Sie wie man die Länge der Saite verändern muss, damit die Frequenz der Grundschwingung konstant bleibt.
+::a) Die Saite wird durch ein größeres Gewicht stärker gespannt. Erläutern Sie warum an die Länge der Saite verlängern muss, damit die Frequenz der Grundschwingung konstant bleibt.
 ::b) Zeigen Sie, dass F proportional zu <math>L^2</math> ist.
 ::c) Berechnen Sie jeweils die Ausbreitungsgeschwindigkeit c und stellen Sie c in Abhängigkeit von F in einem Diagramm dar.

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   Phasengeschw c in m/s|       |       |       |       |       |
-::a) Zeigen Sie, dass F proportional zu <math>L^2</math> ist.
+::a) Die Saite wird durch ein größeres Gewicht stärker gespannt. Erläutern Sie wie man die Länge der Saite verändern muss, damit die Frequenz der Grundschwingung konstant bleibt.
-::b) Berechnen Sie jeweils die Ausbreitungsgeschwindigkeit c und stellen Sie c in Abhängigkeit von F in einem Diagramm dar.
+::b) Zeigen Sie, dass F proportional zu <math>L^2</math> ist.
-::c) Geben Sie eine Gleichung für die Funktion c(F) an.
+::c) Berechnen Sie jeweils die Ausbreitungsgeschwindigkeit c und stellen Sie c in Abhängigkeit von F in einem Diagramm dar.
-::d) Entnehmen Sie dem Graphen die Ausbreitungsgeschwindigkeit für die Kraft 25,0 N und überprüfen Sie das Ergebnis mit Hilfe der Gleichung.
+::d) Geben Sie eine Gleichung für die Funktion c(F) an.
 :'''4)''' Ein Aluminiumrohr wird nach ca. 1/4 der Länge mit den Fingern gehalten und mit einem Klöppel am Ende angeschlagen.

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 :'''2)''' Bestimmen Sie die Höhe des Grundtones und des ersten Obertones der Orgelpfeife im offenen und gedackten Fall, wenn die Pfeife einen halben Meter lang ist.
 [[Datei:Stehende_Welle__offen_gedackt.png|thumb|Die Pfeife im Querschnitt]]
-:'''3)''' Saiteninstrumente wie eine Gitarre, eine Geige oder ein Cello werden gestimmt, indem man die Saite unterschiedlich stark spannt. Je höher die Spannung, desto größer die Frequenz und je höher der Ton. Wird die Saite stärker gespannt, so vergrößert sich die Kopplung zwischen den einzelnen Stücke der Saite und damit die Phasengeschwindigkeit. Dieser Zusammenhang zwischen der Spannkraft einer Saite und der Ausbreitungsgeschwindigkeit einer wird in einem Experiment untersucht.
+:'''3)''' Saiteninstrumente wie eine Gitarre, eine Geige oder ein Cello werden gestimmt, indem man die Saite unterschiedlich stark spannt. Je höher die Spannung, desto größer die Frequenz und je höher der Ton. Wird die Saite stärker gespannt, so vergrößert sich die Kopplung zwischen den einzelnen Stücke der Saite und damit die Phasengeschwindigkeit. Dieser Zusammenhang zwischen der Spannkraft einer Saite und der Ausbreitungsgeschwindigkeit wird in einem Experiment untersucht.
-:Dazu wird die Spannkraft mit einem angehängten Gewicht verändert, aber gleichzeitig durch eine Verkürzung oder Verlängerung der Saite die Frequenz bei konstant 440 Hz gehalten. Der Effekt durch die stärkere Spannkraft wird also durch die größere Länge der Saite wieder aufgehoben.
+:Dazu wird eine Saite angezupft und in die Grundschwingung versetzt. Die Spannkraft wird mit einem angehängten Gewicht verändert, aber gleichzeitig durch eine Verkürzung oder Verlängerung der Saite die Frequenz bei konstant 440 Hz gehalten. Der Effekt durch die stärkere Spannkraft wird also durch die größere Länge der Saite wieder aufgehoben.
 :Die Messwerte sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

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 <math>200000\,\rm \frac{km}{s}</math>
 |}
-::'''a)''' Konstruieren Sie den Lichtweg für den Übergang zwischen Wasser und Luft für einen Einfallswinkel von 45°.
+::'''a)''' Konstruieren Sie den Lichtweg für den Übergang von Wasser in Luft für einen Einfallswinkel von 45°.
-::'''b)''' Was ändert sich, wenn man statt dem Übergang Wasser - Luft den Übergang Glas - Luft betrachtet? Konstruieren Sie wieder den Lichtweg für den Einfallswinkel von 45°.
+::'''b)''' Was ändert sich, wenn man statt dem Übergang Wasser -> Luft den Übergang Glas -> Luft betrachtet? Konstruieren Sie wieder den Lichtweg für den Einfallswinkel von 45°.
 :'''5)''' Beschreiben Sie ein Phänomen, bei dem Totalreflektion auftritt.
 :'''6)''' Warum kann es beim Übergang von Luft zu Wasser für Licht keine Totalreflektion geben?
 :'''7)''' Leiten Sie das Brechungsgesetz her.
 :'''8)''' Berechnen Sie den Grenzwinkel der Totalreflektion für den Übergang von Glas zu Luft.
 ===Reflektion===

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 :b) Zeichnen Sie die Welle zum Zeitpunkt t=0, also zu Beginn der Zeitrechnung, und 0,5 Sekunden später in ein Koordinatensystem.
-:'''5)''' Ein gespanntes Seil dient als Wellenträger. Das linke Ende wird mit dem Beginn der Messung sinusförmig bewegt mit einer Periodendauer von 0,8s und einer Amplitude von 20cm. Zu Beginn der Zeitmessung befindet sich der Seilanfang gerade in der Ruhelage auf dem Weg nach Oben. Vor dem Beginn der Messung ist das Seil nicht ausgelenkt.<br>Die Seilwelle breitet sich mit 0,5m/s aus.
+:'''5)''' Ein gespanntes Seil dient als Wellenträger. Das linke Ende wird mit dem Beginn der Messung sinusförmig bewegt mit einer Periodendauer von 0,8s und einer Amplitude von 30cm. Zu Beginn der Zeitmessung befindet sich der Seilanfang gerade in der Ruhelage auf dem Weg nach Oben. Vor dem Beginn der Messung ist das Seil nicht ausgelenkt.<br>Die Seilwelle breitet sich mit 2m/s aus.
 ::[[Datei:Wellen Aufgabe Seil als Wellenträger.jpg|300px]]
-:'''a)''' Zeichne den Zeiger des Seilanfangs nach 1,7s und gib an wo der Seilanfang befindet und mit welcher Geschwindigkeit sich der Seilanfang bewegt.
+:'''a)''' Zeichne den Zeiger des Seilanfangs nach 1,5s und gib an wo sich der Seilanfang befindet und mit welcher Geschwindigkeit sich der Seilanfang bewegt.
+:'''b)''' Zeichne den Zustand des Seils nach 1,5s. (Maßstab: <math>5\,\rm cm \, \hat = \, 1\,\rm m</math>)
-:'''b)''' Zeichne den Zustand des Seils nach 1,7s. (Maßstab: <math>10\,\rm cm \, \hat = \, 1\,\rm m</math>
+:'''c)''' Zeichne ein Diagramm der Auslenkung über die Zeit für die Stelle des Seils, dass 3m vom Seilanfang entfernt ist.
-−
-:'''c)''' Zeichne ein Diagramm der Auslenkung über die Zeit für die Stelle des Seils, dass 0,55m vom Seilanfang entfernt ist.
 ===Interferenz===