Schwingungen und Wellen Flashcards
Wie verhalten sich potentielle E und kinetische E, wenn ein Fadenpendel eine ungedämpfte Schwingung auslöst?
die Summe aus potentieller und kinetischer Energie konstant.
Bei einem vertikal schwingenden gedämpften Federpendel gelten für die potentielle Energie der Elastizität und die kinetische Energie der Bewegung:
- Beim Durchgang durch die Ruhelage ist die potentielle Energie der Schwingung gleich Null, beim umkehrpunkt max
- Im Umkehrpunkt der Schwingung ist die kinetische Energie gleich Null, beim durchgang max
Wie verändert sich die Schwingungsdauer, wenn man die Masse an einem Fadenpendel verdoppelt?
ändert sich nicht
wie verhält sich die Gesamtenergie bei einer ungedämpften Schwinung?
bleibt konstant
Sind Schallwellen Transversalwellen?
nein
Breiten sich Schallwellen schneller aus als in der Luft?
JA, Moleküle von Flüssigkeiten befinden sich räumlich in geringerem Abstand zueinander als Gase
Sind Transversalwellen bzw. Longitudinalwellen unabhängig vom Medium?
kann man nicht sagen, Aussage falsch!
Unterschied Schwingung / Welle
Schwingung: zeitl. periodische Änderung von physikalischen Größen
Wellen: zeitlich und räumliche periodische Änderung von phys. Größen
für Entstehung von Welle…welche Voraussetzungen brauchen Schwingungen?
- Oszillatoren müssen um eine Gleichgewichtslage schwingungsfähig sein + brauchen rücktreibende Kraft
- viele gekopplete Oszillatoren müssen vorhanden sein
- nicht nur Kraft Richtung Gleichgewichtslage, sondern auch eine Kraft von einem Oszillator auf Nachbarn (durch Kopplung wird Energie übertragen)
Wann ist eine Welle harmonisch?
- alle Oszillatoren müssen gleichartig sein und aus einer harmonischen Schwingung hervorgehen
Wodurch wird eine Welle beschrieben? (alle Größen der Schwingung)
Amplitude A
Kreisfrequenz q
Phase (Nullphasenwinkel)
Ausbreitungsgeschwindigkeit k (Wellenvektor)
Geschwindigkeit c (Welle)
Wellenlänge lambda
Longitudinalwellen?
(1) Ausbreitung durch jede Art von Materie?
Schwingung (Amplitude) und Ausbreitung (Wellenvektor) in gleiche Richtung –> parallel zu k
Bsp.: Schall, Druckwellen
(1) ja (Gas, Flüssigkeiten, Feststoffe)
Transversalwellen?
(1) Ausbreitung durch jede Art von Materie?
A steht orthogonal auf k
(Saite von Gitarre)
(1) dafür müssen benachbarte Oszillatoren gekoppelt sein (bei Gasen und Flüssigkeiten nicht der Fall)
Wo können sich Lichtwellen ausbreiten?
überall, wo das elektromagnetische Feld nciht zu viel gestört ist, auch im Vakuum
Raumrichtungen, in der sich Welle ausbreiten kann?
(1) lineare Wellen
(2) ebene Wellen
(3) räumliche Wellen
(1) 1-dimensional, wie beim Seil
(2) 2-dimensional, Wasserwellen auf Wasseroberfläche
(3) 3-dimensional, wie Schall
Huygenssche Prinzip?
jeder Punkt einer Wellenfront ist Ausgangspunkt einer Kugel- oder kreisförmigen Elementarwelle
was passiert wenn sich Elementarwellen überlagern?
bilden fortschreitende WEllenfront
was erklärt das Hygenssche Prinzip?
Reflexion, Brechung und Beugung von Wellen
was sind schwingungen?
oszillatoren, spezielle bewegungen, bei denen beschleunigung proportional zur auslenkung aus einem zustand ist, der sich im gleichgewicht befindet
pendel (faden)
- bei bewegung
- periodendauer T
formel + einheit
- pot. E wird in kin. E umgewandelt –> gesamtenergie bleibt immer gleich!
- zeitspanne, in der kugel 1x hin und her schwingt
T = 2pi x Wurzel(l/g), T ist kehrwert von f (Einheit: s)
l= länge des pendels g = fallbeschleunigung am betreffenden ort = 9,81 m/s^2
von was ist T abhänging?
von länge des pendels + g
nicht von masse des pendels!
frequenz f ( formel)
f = 1/T = 1/2pi x Wurzel(g/l) –> je größer l, umso kleiner f
was passiert mit amplitude beim fadenpendel?
verringert sich mit er zeit
federpendel (feder mit kugel an decke)
frequenz von was abhängig?
wie verändert sich f
f von federpendel abhänging von federkonstante D + schwingungsmasse m
f = 1/2pi x Wurzel(D/m)
je härter feder, umso höher f,
je höher m, umso kleiner f
