Test-Prüfung Nr.1 6Sa

Test-Prüfung Nr.1
6Sa
Wellen
Punkte:
Name:
Note:
Die Aufgaben müssen immer mit einem vollständigen, nachvollziehbaren Lösungsweg gelöst sein. „Nackte“
Resultate geben keine Punkte!
Achte auf die Einheiten! (Falsche Einheiten geben ½ Punkt Abzug.)
Resultate sind, falls nicht anders vermerkt, in den Grundeinheiten und sinnvoll gerundet anzugeben.
Viel Glück!!!
1) Eine sinusförmige Welle laufe entlang eines Seils. Ein bestimmter Punkt benötige 0,170 s,
um von seiner maximalen Auslenkung zu seiner Ruhelage (Auslenkung null) zu gelangen.
Welche (a) Periode und (b) Frequenz hat die Welle (c) Die Wellenlänge sei 1,40m.
Welche Geschwindigkeit hat die Welle (4P)
2) Die Spannkraft in einem an beiden Enden eingespannten Draht wird verdoppelt, ohne die
Drahtlänge zwischen den beiden Enden wesentlich zu verändern. Was ist das Verhältnis
von alter zu neuer Geschwindigkeit der auf dem Draht laufenden transversalen Wellen
(4P)
3) Eine Gitarrensaite aus Nylon habe eine lineare Massendichte von 7,2 g/m und befinde sich
unter einer Spannkraft von 150N. Die festen Endbünde seien 90 cm auseinander. Die
Saite befinde sich in der in der Abbildung wiedergegebenen Resonanzschwingung.
Berechne (a) die Geschwindigkeit, (b) die Wellenlänge und (c) die Frequenz der
fortlaufenden Wellen, deren Superposition diese stehende Welle ist.(4P)
4) Welche Phasenverschiebung besteht zwischen zwei ansonsten gleichen Wellen, die sich in
dieselbe Richtung entlang eines gespannten Seils ausbreiten, wenn die resultierende Welle
eine Amplitude besitzt, die 1,50 mal grösser ist als die Amplitude der einzelnen Wellen
Gib deine Antwort (a) in Grad, (b) in Radianten und (c) in Wellenlängen an. (4P)
5) Die Düsenturbinen eines Flugzeugs, das sich mit einer Geschwindigkeit von 200m/s
bewegt, dröhnen bei 16 000 Hz. Ein zweites Flugzeug will das erste Flugzeug mit einer
Geschwindigkeit von 250m/s überholen. Welche Frequenz hört der Pilot des zweiten
Flugzeugs von den Turbinen des ersten (4P)

Test-Prüfung Nr.2
6Sa
Wellen
Punkte:
Name:
Note:
Die Aufgaben müssen immer mit einem vollständigen, nachvollziehbaren Lösungsweg gelöst sein. „Nackte“
Resultate geben keine Punkte!
Achte auf die Einheiten! (Falsche Einheiten geben ½ Punkt Abzug.)
Resultate sind, falls nicht anders vermerkt, in den Grundeinheiten und sinnvoll gerundet anzugeben.
Viel Glück!!!
1) Die lineare Massendichte einer Saite sei 1,6 ∙ 10 −4 kg/m. Eine transversale Welle auf der
Saite werde durch die Gleichung y = (0,021m) sin[(2,0m −1 )x + (30 s −1 )t ] beschrieben. Wie
groß sind (a) die Wellengeschwindigkeit und (b) die Spannung in der Saite (4P)
2) Eine sinusförmige Welle der Frequenz 500 Hz habe eine Geschwindigkeit von 350m/s. (a)
Wie weit liegen zwei Punkte auseinander, die sich in der Phase um π/3 rad unterscheiden
(b)Welche Phasendifferenz besteht zwischen zwei Auslenkungen an einem bestimmten
Punkt im zeitlichen Abstand von 1,00 ms (4P)
3) Ein Krankenwagen habe eine Sirene mit einer Frequenz von 1600 Hz. Er überhole einen
Fahrradfahrer, der mit 2,44m/s die Straße entlangradelt. Anschließend hört der
Fahrradfahrer eine Frequenz von 1594 Hz. Wie schnell fuhr der Krankenwagen (4P)
4) Zwei gleichartige Wellen breiten sich in dieselbe Richtung aus und haben eine
Phasenverschiebung von π/2 rad. Welche Amplitude hat die resultierende Welle
ausgedrückt durch die Amplitude y m der einzelnen Wellen (4P)
5) Zwei sinusförmige Wellen mit identischen Wellenlängen und Amplituden laufen mit einer
Geschwindigkeit von 10 cm/s in entgegengesetzte Richtungen entlang eines Seils.
Angenommen, das Zeitintervall zwischen zwei Momenten, in denen das Seil flach ist,
beträgt 0,50 s. Welche Wellenlänge haben die Wellen (4P)

Test-Prüfung Nr.3
6Sa
Wellen
Punkte:
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Note:
Die Aufgaben müssen immer mit einem vollständigen, nachvollziehbaren Lösungsweg gelöst sein. „Nackte“
Resultate geben keine Punkte!
Achte auf die Einheiten! (Falsche Einheiten geben ½ Punkt Abzug.)
Resultate sind, falls nicht anders vermerkt, in den Grundeinheiten und sinnvoll gerundet anzugeben.
Viel Glück!!!
1) Die schwerste und die leichteste Saite auf einer Geige haben die linearen Massendichten
3,0 und 0,29 g/m. Welches Verhältnis hat der Radius der schweren Saite zum Radius der
leichten Saite, wenn beide Saiten aus demselben Material sind (4P)
2) Ein Mädchen sitzt am offenen Fenster eines Zugs, der sich mit einer Geschwindigkeit von
10,00 m/s nach Osten bewegt. Der Onkel des Mädchens steht neben den Schienen und
beobachtet die Abfahrt des Zuges. Der Ton der Lokomotivpfeife habe (in Ruhe) eine
Frequenz von 500,0Hz. Die Luft sei zunächst still. (a) Welche Frequenz hört der Onkel
(b) Welche Frequenz hört das Mädchen Ein Wind beginne aus Osten mit einer
Geschwindigkeit von 10,00m/s zu blasen. (c)Welche Frequenz hört nun der Onkel
(d)Welche Frequenz hört nun das Mädchen (4P)
3) Zwei sinusförmige Wellen seien abgesehen von ihrer Phase vollkommen gleich und
breiten sich in dieselbe Richtung entlang eines Seils aus. Das Ergebnis ihrer Interferenz
sei die Welle y(x, t) = (3,0mm) sin(20x − 4,0t +0,820 rad), wobei x in Metern und t in
Sekunden auszudrücken sind. (a) Welche Wellenlänge λ haben die beiden Wellen
(b)Welche Phasenverschiebung besteht zwischen ihnen (c) Wie groß ist ihre Amplitude
y m (4P)
4) Ein an beiden Enden befestigtes Seil habe eine Länge von 8,40m, eine Masse von 0,120
kg und unterliege einer Spannkraft von 96,0N. Dieses Seil wird zu Schwingungen
angeregt. (a) Welche Geschwindigkeit haben die Wellen auf dem Seil (b) Welche
maximale Wellenlänge ist für eine stehende Welle möglich (c) Bestimme die Frequenz
dieser Welle. (4P)
5) Eine gespannte Saite habe eine lineare Massendichte von 5,0 g/cm und stehe unter einer
Spannkraft von 10N. Eine sinusförmige Welle auf dieser Saite habe eine Amplitude von
0,12mm und eine Frequenz von 100 Hz und breite sich in die negative x-Richtung aus.
Durch welche Gleichung wird diese Welle beschrieben (4P)