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==Aufgaben zu Wellen==
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===Zeigermodell / Wellengleichung===
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|height="1150px"|
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* 1) Nachdem eine Schwingung innerhalb von 3 Sekunden 6 ganze Schwingungen ausgeführt hat, hat sich diese Störung um 1,8 m ausgebreitet.  
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==Praktikum: Messen der Leistung==
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:a) Bestimmen Sie Frequenz, Wellenlänge und Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle.
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====Material====
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:b) Wie groß ist der Phasenunterschied zweier Schwingungen im Abstand von 3m und 33m?
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[[Datei:Praktikum Leistung.jpg|thumb|right|300px]]
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* 1 Steckbrett mit ca. 10 Verbindungssteckern
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* 1 Flachbatterie 4,5V
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* 2 Kabel mit 2 Klemmen
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* 2 Lämpchen mit Fassungen
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* 2 Multimeter mit je 2 Kabeln
  
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* 2) Bei einer [[Grundbegriffe_und_Beispiele_zu_mechanischen_Wellen#Versuch:_gekoppelte_Pendel|Pendelkette]] sind mehrere Pendel in einem Abstand von 10 cm miteinander gekoppelt.  
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====Arbeitsauftrag====
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:Wird ein Pendel angeregt, so folgen die Nachbarn 0,5 s später mit einer Phasenverschiebung von <math>\pi / 16</math>. Bestimmen Sie die Ausbreitungsgeschwindigkeit, Wellenlänge und Frequenz der Welle.  
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*Messt in den verschiedenen Schaltungen wieviel Watt Leistung (P) (oder Energiestromstärke) die Batterie und die Lämpchen haben.
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#Dazu sollt ihr in allen Stromkreisen die verschiedenen Potentiale messen und farbig in die Schaltpläne einzeichnen. Der Minuspol der Batterie soll die Erde sein, also auf 0 Volt liegen. Aus den Potentialen könnt ihr die Spannung U (Potentialunterschied) in Volt an den Bauteilen berechnen.
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#Dann müßt ihr die Stromstärken an allen Bauteilen messen und in den Schaltplan eintragen.
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#Aus Spannung und Stromstärke könnt ihr die Leistung der Bauteile berechnen.
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#Versucht die Versuchsergebnisse logisch zu erklären und schreibt eure Begründung auf.
  
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* 4) Eine Transversalwelle hat die Wellenfunktion <math>y(x,t)= 2\,{\rm cm} \, \sin(\frac{2}{\rm s} \cdot t -\frac{5}{\rm cm} \cdot x)</math>.
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====Schaltungen====
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:a) Zeichnen Sie die Welle zum Zeitpunkt t=0, also zu Beginn der Zeitrechnung, und 0,32 Sekunden später in ein Koordinatensystem. (Mit dem GTR ist das ganz einfach!)
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:[[Datei:Praktikum_Leistungsmessung_Schaltpläne.png|600px]]
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:b) Bestimmen Sie Amplitude, Frequenz und Wellenlänge.
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* 5) Aus dem Baden-Württembergischen [http://www.schule-bw.de/faecher-und-schularten/mathematisch-naturwissenschaftliche-faecher/physik/pruefungen-und-wettbewerbe/abiturpruefung/2007/ph07_2.htm Physik-Abitur 2007: Aufgabe II a)].
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:'''a)''' Ein Lämpchen an der Batterie angeschlossen.
  
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===Interferenz===
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              | Batterie | Lämpchen |
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[[Datei:Aufgabe_Interferenz_Lautsprecher.png‎|thumb|Zwei Lautsprecher]]
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Spannung U    |         |          |
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* 1) Woran kann man im Alltag erkennen, dass sich Wellen störungsfrei überlagern?
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Stromstärke I |          |          |
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              |          |          |
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Leistung P    |          |          |
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              |          |          |
  
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* 2) Beschreiben Sie den Versuch mit den zwei Lautsprechern, die an einem Sinusgenerator angeschlossen sind.  
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:'''b)''' Zwei Lämpchen parallel geschaltet.
  
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* 3) Die beiden Lautsprecher sind 1,5 m voneinander entfernt und schwingen in Phase mit einer Frequenz von 858 Hz.
+
              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
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:a) Bestimmen Sie die Lautstärke an den Punkten A und B mit Hilfe eines Zeigerdiagramms. Vernachlässigen Sie dabei die Abnahme der Schallintensität durch den größeren Abstand vom Lautsprecher und der Dämpfung.
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Spannung U    |          |            |            |
−
:b) Suchen Sie zwei Stellen zwischen den Lautsprechern, bei denen der Ton besonders leise bzw. besonders laut ist.
+
              |          |            |            |
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:c) Wie verändert sich qualitativ die Situation in den Punkten A und B, wenn man die Änderung der Schallintensität nicht vernachlässigt?
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Stromstärke I |          |            |            |
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:d) Bestimmen Sie die exakte Schwingungsgleichung für die Punkte A und B, wenn beide Lautsprecher mit einem Watt senden.
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              |          |            |            |
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Leistung P    |          |            |            |
 +
              |          |            |            |
  
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* 4) Auf der Wasseroberfläche in einem See werden mit den Füßen im Abstand von 80cm zwei Kreiswellen erzeugt. Die Füße bewegen sich gleichmäßig und in Phase auf und ab, und zwar 10 mal in 16 Sekunden. ([https://www.youtube.com/watch?v=ICrCcOj4lKg Video von 1:30 bis 2:15]) Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen misst man zu 20cm/s.
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:'''c)''' Zwei Lämpchen in Reihe geschaltet.
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:a) Welche Wellenlänge haben die beiden Wellen?
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:b) Wo zwischen den Füßen befinden sich Stellen mit konstruktiver, bzw. destruktiver Interferenz? Machen Sie eine Zeichnung.
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* 5) Zwei Lautsprecher erzeugen beide in einem Abstand von 1m einen Ton mit der Frequenz von 1000Hz. Zwischen den Lautsprechern misst man die Orte, an denen der Ton leise und an denen der Ton laut ist:
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              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
−
 
+
Spannung U    |          |            |            |
−
[[Datei:Aufgabe_zwei_Lautsprecher_Schallgeschwindigkeit.png|663px]]
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              |          |            |            |
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:Bestimmen Sie aus dem Messergebnis die Schallgeschwindigkeit.
+
Stromstärke I |          |            |            |
−
 
+
              |          |            |            |
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===Beugung===
+
Leistung P    |         |            |            |
−
[[Datei:Beugung_an_Hafenmauer.jpg|thumb|Blick auf einen kleinen Hafen]]
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              |          |            |            |
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* 1) Erklären Sie an einem Alltagsphänomen die Beugung von Wellen.
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* 2) Warum haben Stereoanlagen zwei Boxen aber nur einen "Subwoofer", den man auch unter das Sofa stellen kann, was man aber besser mit den Boxen nicht tut?
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* 3) Hinter einer Lärmschutzwand ist der Verkehrslärm auch ohne Sichtkontakt zur Strasse noch zu hören. Der Verkehr klingt dumpfer als beim direkten Hinhören. Erklären Sie die Beobachtungen.
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* 4) Erklären Sie das Foto der Wellen an einem Hafen.
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Aktuelle Version vom 22. Juli 2026, 10:39 Uhr

Praktikum: Messen der Leistung

Material

Praktikum Leistung.jpg
  • 1 Steckbrett mit ca. 10 Verbindungssteckern
  • 1 Flachbatterie 4,5V
  • 2 Kabel mit 2 Klemmen
  • 2 Lämpchen mit Fassungen
  • 2 Multimeter mit je 2 Kabeln

Arbeitsauftrag

  • Messt in den verschiedenen Schaltungen wieviel Watt Leistung (P) (oder Energiestromstärke) die Batterie und die Lämpchen haben.
  1. Dazu sollt ihr in allen Stromkreisen die verschiedenen Potentiale messen und farbig in die Schaltpläne einzeichnen. Der Minuspol der Batterie soll die Erde sein, also auf 0 Volt liegen. Aus den Potentialen könnt ihr die Spannung U (Potentialunterschied) in Volt an den Bauteilen berechnen.
  2. Dann müßt ihr die Stromstärken an allen Bauteilen messen und in den Schaltplan eintragen.
  3. Aus Spannung und Stromstärke könnt ihr die Leistung der Bauteile berechnen.
  4. Versucht die Versuchsergebnisse logisch zu erklären und schreibt eure Begründung auf.

Schaltungen

Praktikum Leistungsmessung Schaltpläne.png
a) Ein Lämpchen an der Batterie angeschlossen. 
              | Batterie | Lämpchen |
Spannung U    |          |          |
              |          |          |
Stromstärke I |          |          |
              |          |          |
Leistung P    |          |          |
              |          |          |
b) Zwei Lämpchen parallel geschaltet. 
              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
Spannung U    |          |            |            |
              |          |            |            |
Stromstärke I |          |            |            |
              |          |            |            |
Leistung P    |          |            |            |
              |          |            |            |
c) Zwei Lämpchen in Reihe geschaltet. 
              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
Spannung U    |          |            |            |
              |          |            |            |
Stromstärke I |          |            |            |
              |          |            |            |
Leistung P    |          |            |            |
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