B3: Physik Flashcards
Definition Schwingung
Als Schwingung werden wiederholte zeitliche Schwankungen von Zustandsgrößen eines Systems bezeichnet
Definition Vibration
Als Vibrationen werden periodische, mit Verformung verbundene mechanische Schwingungen eines Körpers bezeichnet.
Wann wird eine Schwingung als harmonisch bezeichnet?
Wenn deren Verlauf durch eine Sinusfunktion beschrieben werden kann.
Welche Bezeichnungen werden in einer Grafik einer einfachen harmonischen Schwingung verwendet? (+Einheiten)
Auslenkung y(t): m
Amplitude y0: m
Periode T: s
Zeit t
Formel: Schwingungen
f=1/T
Definition: Wellen
Eine Welle ist eine sich räumlich ausbreitende periodische Veränderung (Schwingung oder Störung)
Nenne drei Ausbreitungsmerkmale einer Welle
Die Ausbreitung…
1 - erfolgt in einem Medium (zB Luft, Wasser,Holz, Saite)
2 - erfolgt mit einer bestimmten Geschwindigkeit (zB Schall-/Lichtgeschwindigkeit)
3 - erfolgt ohne Transport von Materie!
Definition und Einheit:
Wällenlänge λ (Lambda)
Wellenlänge bezeichnet den Abstand zwischen zwei Wellenbergen oder Wellentälern (Einheit: m)
Definition und Einheit: Wellengeschwindigkeit v
Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle (Einheit: m/s)
Nenne zwei Wellenarten und deren Definition
Transversalwelle: Die Schwingungsrichtung (Teilchenbewegung) steht senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Welle. (Wasserwelle/Saite)
Longitudinalwelle: Die Schwingungsrichtung (Teilchenbewegung) steht parallel zur Ausbreitungsrichtung der Welle.
(Wellenausbreitung in der Luft/Sound)
Formel: Wellengeschwindigkeit
v= λ/T= λxf
Was passiert mit einer Welle, die in dieselbe Richtung reflektiert wird aus der sie gekommen ist? Wie nennt man dieses Phänomen allgemein?
Wird die Welle in die Richtung reflektiert, aus der sie gekommen ist, so überlagern sich die hin und rücklaufende Welle. Dieses Phänomen nennt man Interferenz.
Wie heissen die Nullpunkte einer stehenden Welle?
Knotenpunkte
Geben Sie die Eigenschaften einer stehenden Welle an.
1) Breitet sich nicht im Raum aus
2) Es gibt Knotenpunkte (Amplitude = Null!)
3) Amplitude schwingt periodisch
Wie entsteht eine stehende Welle?
Eine stehende Welle entsteht durch die Interferenz von zwei Wellen der selben Frequenz (und gleicher Amplitude), die sich in entgegengesetzte Richtung ausbreiten.
Was transportiert eine stehende Welle nicht? (2)
Da eine stehende Welle sich nicht im Raum ausbreitet, wird keine Energie transportiert.
Definition des Phänomens: Interferenz
Zwei oder mehrere Wellen überlagern sich nach dem Superpositionsprinzip. Ihre Amplituden addieren sich dabei, wodurch sich die Wellen in bestimmten Bereichen verstärken oder abschwächen.
Definition konstruktive Interferenz
Es treffen die Maxima und die Minima der Wellen aufeinander. Dabei addieren sich die Amplituden zu einer größeren Amplitude.
Definition destruktive Interferenz
Die Abschwächung oder Auslöschung zweier Wellen durch Überlagerung ihrer Maxima mit ihren Minima. Ist die Amplitude der beiden Wellen gleich groß, kommt es zur vollständigen Auslöschung.
Was ist ein Phasensprung und wann tritt dieser auf?
Bei der Reflexion einer Welle mit festen Ende des Wellenträgers. Aus einem Wellenberg wird ein Wellental und andersherum.
Bei der Reflexion einer Welle mit losen Ende des Wellenträgers tritt kein Phasensprung auf. Ein Wellenberg bleibt ein Wellenberg und andersherum.
Wann entstehen stehende Wellen?
Können bei Überlagerung von zwei Wellen gleicher Frequenz und gleicher Amplitude entstehen.
Breitet sich eine stehende Welle im Raum aus? Erläutere.
Nein. An bestimmten Punkten bleibt die Amplitude einer stehenden Welle immer Null (Knotenpunkte), überall sonst schwingt die Amplitude periodisch.
Damit bei einer Saite mit zwei festen Enden eine stehende Welle der Wellenlänge λ entsteht muss folgende Bedingung erfüllt sein:
λ= (2xL)/n
λ = 2 x klingende Länge/ und einer ganzen Zahl n
(n=1 ist die Grundschwingung)
Höhere Schwingungen (größeres n) nennt man ..?
Oberschwingungen
zB. Eine Quinte 1/3 (hat drei Bäuche und zwei Knotenpunkte)
Definition von Schall
Mechanische Schwingungen in einem elastischen Medium (Gas, Flüssigkeit, Festkörper).
Diese Schwingungen rufen Druck- und Dichteschwankungen hervor, die sich im Medium ausbreiten und so die Schallwellen bilden.
Welchen Hertzbereich umfasst Infraschall und ist dieser für das menschliche Ohr hörbar?
Infraschall <16 Hz
Für Menschen nicht hörbar
Welchen Hertzbereich umfasst Hörschall und ist dieser für das menschliche Ohr hörbar?
Hörschall 16 Hz - 20 kHz
Für Menschen hörbar
Welchen Hertzbereich umfasst Ultraschall und ist dieser für das menschliche Ohr hörbar?
Ultraschall 20 kHz - 1.6 GHz
Für Menschen nicht hörbar
Wie misst man Schallgeschwindigkeit?
Über Laufzeitbestimmung
c = s/t
c (m/s) = Schallgeschwindigkeit
s (m) = Strecke
t (s) = Zeit
