3 m 8 m 0.35 m Ο P 1.85 m - Homepage Angewandte Physik, Uni ...

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Bestimmen Sie die Periode, die Kreisfrequenz, die Ausbreitungsgeschwindigkeit,
die Wellenlänge und die Wellenzahl! (2.0 Hz, 12.6 rad/s, 3.0 m/s, 1.5 m, 4.2 m -1 )
.
96) An einem 6 m langen Strick (Gewicht 0,333 kg) ist ein 2 kg schweres Gewicht
aufgehängt. Bestimmen Sie die Kraft, die auf den Strick wirkt! (19.6 N) Mit welcher
Geschwindigkeit breitet sich eine Auslenkung entlang des Stricks aus (18.8
m/s)
97) Eine durchstimmbarer Lautsprecher wird als Referenz bei dem Einmessen einer
Stimmgabel benutzt. Die Stimmgabel soll die Eigenfrequenz 440 Hz haben. Die
Frequenz des Lautsprechers wird langsam reduziert. Sirene und Stimmgabel
produzieren zusammen einen zitternden Ton, der an- und abschwillt. Wenn der
Lautsprecher 440 Hz erreicht hat, schwillt die Lautstärke immer noch an und ab.
Von maximaler Lautstärke zu minimaler und zurück dauert es ¼ Sekunde.
Bestimmen Sie die Frequenz der Stimmgabel! (436 Hz)
98) Zwei Lautsprecher werden 3 m voneinander entfernt aufgestellt. Sie sind an dieselbe
durchstimmbare Schallquelle angeschlossen. Ein Zuhörer ist am Punkt O
(s.u.). Punkt O befindet sich auf der Mittellinie zwischen den beiden Lautsprechern,
und ist 8 m entfernt. Dann geht der Zuhörer zu Punkt P. Punkt P ist senkrecht
zur Mittellinie, und 35 cm oberhalb der Mittellinie. Bei Punkt P ist das erste
Minimum der Lautstärke. Bestimmen Sie die Frequenz der durchstimmbaren
Schallquelle (Hinweis: Schallgeschwindigkeit in Luft 343 m/s) (1.3 kHz)
P
3 m
8 m
Ο
0.35 m
1.85 m

99) Ein C auf dem Klavier hat die Grundfrequenz von 264 Hz, und das A hat die
Grundfrequenz 440 Hz. .
(a) Bestimmen Sie die Frequenz f 2 und f 3 der ersten beiden Obertöne des C!
(528 Hz, 792 Hz) .
(b) Nehmen Sie an, daß die Saiten von A und C dieselbe Länge und dieselbe
eindimensionale Massendichte (Masse / Längeneinheit) haben. Welche Saite ist
stärker gespannt Bestimmen Sie das Verhältnis der Spannungen! (A, 2.78) .
(c) In einem echten Klavier ist die Annahme von (b) nur halbrichtig. Die eindimensionalen
Massendichten sind identisch, aber die Saite von A hat nur 64 %
der Länge von C. Was sind jetzt die Verhältnisse der Spannungen (1.14)
100) Ein Rohr befindet sich in Luft und ist 1.23 m lang. .
(a) Bestimmen Sie die Grundfrequenz und die Frequenz der ersten beiden Obertöne,
wenn das Rohr an beiden Enden offen ist (Hinweis: Schallgeschwindigkeit
in Luft 343 m/s). (139 Hz, 278 Hz, 417 Hz) .
(b) Was wären diese drei Frequenzen, wenn das Rohr an einem Ende geschlossen
wäre (69.7 Hz, 209 Hz, 349 Hz) .
(c) Das Rohr ist eigentlich an beiden Enden offen, wie in (a) beschrieben.
Bestimmen Sie, wie viele Frequenzen im menschlichen Hörbereich (näherungsweise
20 – 20 000 Hz) liegen! (143). Tatsächlich ist die Amplitude der ersten
Obertöne groß genug, daß man sie hören kann.
101) Ein einfacher Apparat zur Demonstration von Resonanz besteht aus einem Glasrohr,
das teilweise in einen mit Wasser gefüllten Becher getaucht wird. Das Rohr
ist senkrecht zur Wasseroberfläche ausgerichtet. Der Teil des Rohrs, der aus
dem Wasser herausragt, habe die Länge L. Nun wird eine Stimmgabel unbekannter
Frequenz angeschlagen, und über das Rohr gehalten. Nun wird die Eindringtiefe
des Rohrs variiert. Bei L = 9 cm wird der Ton lauter, offensichtlich ist
das Wasserrohr mit der Stimmgabel in Resonanz. Bestimmen Sie die Frequenz
der Stimmgabel! (Hinweis: für die Luftsäule entspricht die Wasser/Luft-
Grenzfläche einem geschlossenen Ende). (953 Hz)
102) Ein Auto bewegt sich mit 20 m/s (72 km/h) vorwärts, und betätigt die ganze Zeit
die Hupe (600 Hz). Bestimmen Sie die Frequenz, die ein Fußgänger hört, wenn
(a) das Auto auf ihn zufährt und (b) wenn es von ihm wegfährt! (638 Hz, 567 Hz)
103) Ein Krankenwagen fährt auf der Autobahn mit 120.6 km/h (33.5 m/s), und betätigt
die ganze Zeit das Martinshorn (400 Hz). Auf der Gegenfahrbahn fährt ein
Auto mit 88.6 km/h (24.6 m/s). Welche Frequenz hört das Auto, wenn (a) der
Krankenwagen auf es zufährt, und (b) wenn sich der Krankenwagen entfernt
(475 Hz, 338 Hz)