Silbe, Wand und Echo

DerChris · Gast

Hallo zusammen,

Ich schreibe am Montag eine Klausur in Physik über Schwingungen und Wellen und verstehe so gut wie überhaupt nichts. Ich habe mir mal die ganzen Formeln angeschaut, die man dafür braucht, ist ja auch alles kein Problem, nur weiß ich in Aufgaben nie, was ich berechnen muss.

Zum Beispeil:
Das Ausprechen einer Silbe dauert etwa 0,2 s. Wie weit muss eine Wand mindestens entfernt sein, damit man das Echo erst hört, wenn die silbe ausgesprochen ist?

Was hab ich da gegeben und was muss ich berechnen? Das versteh ich nie.

Vielleicht kann mir jemand an verschiedenen Aufgaben klar machen was ich berechnen muss, wäre echt total lieb.

Danke

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Gefragt ist welche Strecke das "Wort", dass mit Schallgeschwindigkeit durch die Luft übertragen wird, in 0,2 Sekunden zurücklegt. Die Hälfte dieser Strecke muss man dann von der Wand entfernt sein, damit das Echo erst zurückkommt, wenn das Wort vollständig ausgesprochen ist.

DerChris · Gast

okay, danke erstmal,

Unser Lehrer meinte, dass er uns viel zeichnen lässt, was ja jetzt nicht so ebsonderlich schwer ist, da ja da eig nur Wellen kommen können. ( Überlagerung zweier Wellen etc)

Was könnte denn ein lehrer der Stufe 11 von seinen Schüler allgemein verlangen beid em Thema Schwingungen und Wellen? Was könnten für Aufgaben kommen? Weil in meinem Physikbuch sind nur so Aufgaben wie die obige.

Danke

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Da die Lehrpläne ja abhängig vom Bundesland, der Schule bzw. dem gewählten Zweig sind, und ich mich in Sachen Lehrplan nicht auskenne, kann ich dir keine Antwort geben. Allerdings würde ich die Aufgabe, die ihr in der Schule behandelt habt, und die Aufgaben, die im Buch sind, als Maßstab wählen. Es werden wohl kaum komplett neue Aufgabentypen dran kommen, die ihr so noch nie behandelt habt.

Du kannst ja mal hier schauen:
http://www.leifiphysik.de/

DerChris · Gast

okay dann nochmal zu der Aufgabe zuvor.

Ich muss also erstmal die Strecke berechnen die die Silbe in 0, 2 sekundne zurücklegt, nicht wahr?

Das heißt diese 0,2 s ist 1/2 T, also 0, 4 s wären dann die Periodendauer T, lieg ich soweit richtig?

WIe komm ich jetzt an die Strecke?

das ist ja mein Problem, wüsste jetzt nicht, welche Formel ich da anwenden müsste?

Danke

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Die Aufgabe hat oberflächlich betracht nicht wirklich etwas mit Wellen zu tun, sondern passt eigentlich ins Thema Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit. Wie berechnest man denn die zurückgelegte Strecke in eine gewissen Zeit bei konstanter Geschwindigkeit ?

DerChris · Gast

ja Strecke= Geschwindigkeit* Zeit, aber wieso ist die Aufgabe dann im Thema >Wellen?^^ komische Sache.

okay V=S/t
aber ich hab doch nur die Zeit, nicht die Strecke und nicht die Geschwindigkeit, oder gibs für "Wellen" eine konstante Geschwindigkeit?

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Der Schall, also das "Wort" das sich ausbreitet, ist eine Druckwelle in der Luft. Und tatsächlich breitet sich solche Schallwellen immer mit einer konstanten Geschwindigkeit in der Luft aus, der Schallgeschwindigkeit

.

Damit sollte auch die Frage beantwortet sein, mit was diese Aufgabe mit Wellen zu tun hat.

DerChris · Gast

okay, wenn man das weiß ist die Aufgabe ja ganz easy.

Jetzt muss ich nochmal nervenXD

und zwar hab ich richtig Probleme damit.

1. Was ist der konkrete Unterschied zwischen Wellen und Schwingungen?
2. Interferenz ist ja das am Spalt datzu kommt das sich ejder einzelne Punkt wieder zu eienr eigene Welle ausbreitet? oder war das Beugung?
3. Hab auch noch Probleme mit den Begriffen. Vielleicht können sie mir mal die verschiedene Begriffe erklären ( Sorry, aber sie müssen wissen mein Lehrer ist da ein bisschen "doof", der erklärt das einmal und wers nicht verstandne hat solls nachlesen) (Frequenz, Amplitude, Interferenz, Beugung, Brechung, Elongation, Resonanz etc)

Vielen Dank

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Also:

1) Ein Schwingung bezieht sich auf einzelnes Objekt, das schwingt, also eine Bewegung ausführt, die sich nach ein gewissen Zeit immer wiederholt. Ein Welle sind nun viele solcher Schwingung in einem Medium (in sehr kleinen Längenbereichen), die sich aber ausbreiten. Eine Schwingung beeinflusst bzw. erzeugt also andere Schwingung in der Nähe und es entsteht so eine Ausbreitung der Welle, ohne das sich das Medium selber ausbreitet. Beispiel: Die Wasseroberfläche schwingt an einer Stelle hoch und runter und erzeugt so weitere Schwingung in der Nähe die sich als Welle im Wasser ausbreiten.

2) Das bezeichnet man als Beugung.

3)Frequenz: Eine Schwingung kennzeichnet, dass nach einer gewissen Zeit T, der Periodendauer, sich alles wiederholt. Die Frequenz f = 1/T ist nun der Kehrwert der Periodendauer, gibt also an wie oft pro Sekunde sich die Schwingung wiederholt.

Amplitude: Das ist die maximale Auslenkung einer Schwingung vom Ausgangszustand.

Interferenz: Ist die Überlagerung von Wellen. Wellen können sich auslöschen oder verstärken: Konstruktive oder destruktive Interferenz.

Beugung: ist das am Spalt. Es bilden sich also an einem Hindernis überall Elementarwellen, die sich zur einer neuen Wellenfront zusammenschließen.

Brechung: Tritt immer dann auf, wenn sich das Medium der Welle ändert. Z.B. Licht, dass auf Glas trifft. Weil die Geschwindigkeit im Medium anders ist, geht das Licht so "schief" in das Medium hinein.

Elongation: ist die momentane Auslenkung einer Schwingung.

Resonanz: In der Physik gibt es Schwingungen, die ein gewisse Frequenz "mögen", in dieser schwingen sie auch von alleine. Wenn diese Schwingung nun weiter angeregt werden, also weitere Energie in das System in mit dieser bestimmten Frequenz hinzugefügt wird, dann kommt es zu Resonanz: Die Schwingung wird immer stärker und die Amplitude wächst ohne Ende: Es kommt zur Resonanzkatastrophe.

DerChris · Gast

ah danke, vielen dank, jtzt hab ich endlich die ganzen Begriffe verstandne, okay, jetzt noch eine kurze Sache.

Wie zeichnet man diese Gleichung?

3cm*sin(0,5^{-1}*t-\frac{pii}{2}

und 2. Wie les ich an einer Zeichnung die Gleichung ab?

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Ich kann deine Gleichung nicht vollkommen entziffern. Ich gehe mal davon aus, dass sie so ähnlich aussieht:

Zunächst einmal musst du die Periodendauer T ablesen. Hier 0,5 Sekunden. Dann musst du wissen, wie man einen Sinus zeichnet.

beim normalen Sinus auf der x-Achse entspricht hier nun 0,5 Sekunden auf der t-Achse. Der maximale Auslenkung ist dir durch die 3 cm gegeben. Das

sorgt dafür, dass der Sinus um Pi/2, was in diesem Fall 0,125 s entspricht, nach rechts verschoben ist bzw. die y-Achse nach links. Wenn du dich etwas auskennst, dann siehst du oder weißt du, dass das diese Verschiebung in diesem Fall dem negativen Kosinus entspricht. Und jetzt musst du "nur noch" zeichnen. Wenn du keine Ahnung aber Zeit hast, kann auch einfach eine Wertetabelle zum Zeichnen helfen.

Um aus einer Skizze die Formel abzulesen, bestimmst du bei einem Maximum die maximale Auslenkung A. Und aus der Entfernung der zweier Maxima die Periodendauer T. Nun musst du nur noch herausfinden ob es ein Kosinus oder Sinus ist und ob er nach rechts oder links verschoben ist. Wenn es also fast ein Sinus ist, er aber um

nach rechts verschoben ist, dann ergibt sich die Gleichung als:

Zum Überprüfen kannst du nun Werte berechnen und sie mit der Zeichung vergleichen.

DerChris · Gast

oh sry, das das mit dem latex nicht funktioniert hat. Die Gleichung war wiefolgt

die 3 cm wären ja y (dach), also die Amplitude, da wo der Graph im Minus wie auch im plus bereich am höchsten/tiefsten ist.

das sin sagt mir einfach nur das es sich um eine Welle handelt, nicht wahr?
die 0,5 wäre dann der Phasenwinkel (was auch immer das zu bedeuten hat)

also theoretisch könnte ich zum Zeichnen einfach mit meinem Taschenrechner die Formel eingebene, dann werte von -5 - +5 in o,5er schritten und dann sagt mir der taschenrehner die werte?

2. Wenn ich jetzt ne Formel bekomme wie zum Beispiel

2 Wellen, die erste amplitude von 3cm und lambda 2cm
Zweite welle amplitude 5 cm und lambda 3 cm

Wie zeichne ich das? Und wie überlagern die sich, man musste doch dann wenn die aufeianndertreffen die wellen addieren nicht wahr?