Aufgaben zur 1.Klausur - Versionsgeschichte

Patrick.Nordmann: /* Lösung */

2012-01-26T10:29:35Z

‎Lösung

Patrick.Nordmann: /* Lösung */

2006-11-13T10:56:24Z

‎Lösung

Patrick.Nordmann: /* Aufgabe1 */

2006-11-09T13:12:04Z

‎Aufgabe1

Patrick.Nordmann: /* Aufgabe1 */

2006-11-09T12:36:59Z

‎Aufgabe1

Patrick.Nordmann: /* Aufgabe2 */

2006-11-09T11:26:57Z

‎Aufgabe2

Patrick.Nordmann: /* Messen */

2006-11-08T23:27:52Z

‎Messen

Patrick.Nordmann am 8. November 2006 um 23:22 Uhr

2006-11-08T23:22:58Z

Patrick.Nordmann am 8. November 2006 um 21:58 Uhr

2006-11-08T21:58:31Z

Patrick.Nordmann am 8. November 2006 um 21:41 Uhr

2006-11-08T21:41:20Z

Neue Seite

===Themen der 1. Klausur:===
*Was ist Physik?
*Messen
**Vorüberlegungen und Vereinfachungen (Gültigkeitsbereich)
**Aufstellen von Formeln
**Fehlerrechnung: Statistisch und Fehlerfortpflanzung
*Energie, Energieträger und Potential
*Mechanische Schwingungen
**Begriffe
**Mathematische Beschreibung

===Aufgabe1===
Man läßt einen Wagen eine schiefe Ebene herabrollen und will die Abhängigkeit der Endgeschwindigkeit v von der Ausgangshöhe h untersuchen.

*Welche vereinfachenden Annahmen wird man wohl sinnvollerweise treffen? In welchen Fällen wird die gemachte Untersuchung deswegen keine brauchbaren Ergebnisse liefern?

Messergebnisse:
h in cm | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
v in m/s | 1,4| 2,1| 2,4| 2,8| 3,2| 3,45|

*Erstellen Sie eine Formel für die gesuchte Abhängigkeit.

===Aufgabe2===

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 *Führen Sie eine Fehlerrechnung durch. Welche systematischen Fehler, die durch die statistische Betrachtung nicht berücksichtigt werden, könnten bei der Messung aufgetreten sein?
 ====Lösung====
-*Für die Periodendauer eines Fadenpendels gilt für kleine Amplituden: <math>T = 2 \pi \sqrt{l/g}</math> (Vgl. [[Mathematische Beschreibung von Schwingungen#Untersuchung dreier Schwingungen|Das Fadenpendel]])
+*Für die Periodendauer eines Fadenpendels gilt für kleine Amplituden: <math>T = 2 \pi \sqrt{l/g}</math> (Vgl. [[Untersuchung von Schwingungen mit der Differentialgleichung|Das Fadenpendel]])
 :Nach der Erdbeschleunigung aufgelöst ergibt sich:<math>g=4 \pi^2 \frac{l}{T^2}</math>

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 :<math>\dot S(t) = \frac{300\mathrm{W}}{0,167\,\mathrm{K/s} \quad t + 295,64\,\mathrm{K}}</math>
-:Das Integral kann man z.B. mit dem GTR berechnen. Man erhält '''431 Ct''' als hineingeflossenene Entropiemenge.
+:Das Integral kann man z.B. mit dem GTR berechnen. (Vgl. [[Energie, Energieträger und Potential - Ein zentrales Modell#Berechnung von Energiemengen|Berechnung von Energiemengen]])
 *Für die Verdampfungsenthalpie folgt: <math>\triangle H_v = \frac{E}{m} = \frac{P t}{m} = \mathrm{\frac{300 W 180 s}{0,026 kg} = 2080 \, kJ/kg}</math>

@@ Zeile 62: / Zeile 62: @@
 :<math>\Rightarrow c_W =  \frac{300 \mathrm{J/s}}{0,167\,\mathrm{K/s} * 0,4\mathrm{kg}}= 4490 \mathrm{\frac{J}{K kg}}</math>
-*Zur Bestimmung der Entropiemenge muss man über die Änderungsrate der Entropie <math>\dot S = T \dot E</math> von 0s bis 480s integrieren.
+*Zur Bestimmung der Entropiemenge muss man über die Änderungsrate der Entropie <math>\dot S = \dot E / T</math> von 0s bis 480s integrieren.
 :<math>T(t) = 0,167\,\mathrm{K/s} \quad t + (22,49+273,15)\,\mathrm{K}</math>
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 :Das Integral kann man z.B. mit dem GTR berechnen. Man erhält '''431 Ct''' als hineingeflossenene Entropiemenge.
 ==Mechanische Schwingungen==

← Nächstältere Version		Version vom 9. November 2006, 12:36 Uhr
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	*Bestimmen Sie die Energiemenge (Verdampfungsenthalpie) und Entropiemenge, die nötig ist, um ein kg Wasser zu verdampfen.		*Bestimmen Sie die Energiemenge (Verdampfungsenthalpie) und Entropiemenge, die nötig ist, um ein kg Wasser zu verdampfen.

		+	====Lösung====
		+	*Die Temperatur steigt bis zum Siedepunkt gleichmäßig an. Aus der Steigung läßt sich die spezifische Wärmekapazität bestimmen. Mit Hilfe des GTRs erhält man folgende Ausgleichsgerade:
		+
		+	:<math>\vartheta(t) = 0,167\,^{\circ}\mathrm{C/s} \quad t + 22,49\,^{\circ}\mathrm{C}</math>
		+
		+	:<math>\Rightarrow c_W = \frac{300 \mathrm{J/s}}{0,167\,\mathrm{K/s} * 0,4\mathrm{kg}}= 4490 \mathrm{\frac{J}{K kg}}</math>
		+
		+	*Zur Bestimmung der Entropiemenge muss man über die Änderungsrate der Entropie <math>\dot S = T \dot E</math> von 0s bis 480s integrieren.
		+
		+	:<math>T(t) = 0,167\,\mathrm{K/s} \quad t + (22,49+273,15)\,\mathrm{K}</math>
		+
		+	:<math>\dot S(t) = \frac{300\mathrm{W}}{0,167\,\mathrm{K/s} \quad t + 295,64\,\mathrm{K}}</math>
		+
		+	:Das Integral kann man z.B. mit dem GTR berechnen. Man erhält '''431 Ct''' als hineingeflossenene Entropiemenge.

	==Mechanische Schwingungen==		==Mechanische Schwingungen==

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 *Bestimmen Sie aus den Daten einen Wert für die Erdbeschleunigung.
 *Führen Sie eine Fehlerrechnung durch. Welche systematischen Fehler, die durch die statistische Betrachtung nicht berücksichtigt werden, könnten bei der Messung aufgetreten sein?
 ==Energie, Energieträger und Potential==

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 ==Messen==
-===Vorüberlegungen und Vereinfachungen (Gültigkeitsbereich)===
+*Vorüberlegungen und Vereinfachungen (Gültigkeitsbereich)
-===Aufstellen von Formeln===
+*Aufstellen von Formeln
-===Fehlerrechnung: Statistische, systematische Fehler und Fehlerfortpflanzung===
+*Fehlerrechnung: Statistische, systematische Fehler und Fehlerfortpflanzung
 ===Aufgabe1===
 Man läßt einen Wagen eine schiefe Ebene herabrollen und will die Abhängigkeit der Endgeschwindigkeit v von der Ausgangshöhe h untersuchen.
 *Welche vereinfachenden Annahmen wird man wohl sinnvollerweise treffen? In welchen Fällen wird die gemachte Untersuchung deswegen keine brauchbaren Ergebnisse liefern?
   Messergebnisse:
   h in cm  | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60  |
   v in m/s | 1,4| 2,1| 2,4| 2,8| 3,2| 3,45|
 *Erstellen Sie eine Formel für die gesuchte Abhängigkeit.
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 *Bestimmen Sie aus den Daten einen Wert für die Erdbeschleunigung.
 *Führen Sie eine Fehlerrechnung durch. Welche systematischen Fehler, die durch die statistische Betrachtung nicht berücksichtigt werden, könnten bei der Messung aufgetreten sein?
 ==Energie, Energieträger und Potential==

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-===Themen der 1. Klausur:===
+==Was ist Physik?==
-*Was ist Physik?
-*Messen
-**Vorüberlegungen und Vereinfachungen (Gültigkeitsbereich)
-**Aufstellen von Formeln
-**Fehlerrechnung: Statistisch und Fehlerfortpflanzung
-*Energie, Energieträger und Potential
-*Mechanische Schwingungen
-**Begriffe
-**Mathematische Beschreibung
 ===Aufgabe1===
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 *Bestimmen Sie aus den Daten einen Wert für die Erdbeschleunigung.
 *Führen Sie eine Fehlerrechnung durch. Welche systematischen Fehler, die durch die statistische Betrachtung nicht berücksichtigt werden, könnten bei der Messung aufgetreten sein?

← Nächstältere Version		Version vom 8. November 2006, 21:58 Uhr
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	===Aufgabe2===		===Aufgabe2===
		+	Man verwendet ein Fadenpendel, um die Erdbeschleunigung zu bestimmen.
		+	Es wurde für die Fadenlänge l gemessen:
		+	l in cm \| 40,4 \| 40,6 \| 40,6 \| 40,3 \| 40,5 \| 40,45 \| 40,5 \| 40,6 \| 40,3 \| 40,7 \|
		+	Und für 10 Schwingungen:
		+	10 T in s \| 12,85 \| 12,79 \| 12,81 \| 12,93 \| 12,68 \| 12,73 \| 12,75 \| 12,90 \| 12,62 \|
		+	*Bestimmen Sie aus den Daten einen Wert für die Erdbeschleunigung.
		+	*Führen Sie eine Fehlerrechnung durch. Welche systematischen Fehler, die durch die statistische Betrachtung nicht berücksichtigt werden, könnten bei der Messung aufgetreten sein?