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mechanische Wellen und Schwingungen

lea

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11/9/10

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Zusammenfassung Physik mechanische Wellen und mechanische Schwingungen

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Eine Schwingung ist die zeitlich periodische Änderung einer physikalischen Größe physikalischen Zustands. bzw. eines Mechanische Schwingungen und mechanische Wellen Eine mechanische Welle ist die Ausbreitung einer mechanischen Schwingung im Raum. Eine mechanische Schwingung ist eine zeitlich periodische Bewegung eines Körpers um seine Ruhelage. physikalische Größen: Auslenkung y Amplitude Perioden- dauer T Frequenz f Ymax Frequenz: f = Perioden- dauer tielle Energie n Fadenpendel Abstand des schwingenden Körpers von der Ruhelage maximaler Abstand des schwingenden Körpers von der Ruhelage Zeit für eine vollständige Hin- und Herbewegung 1Hz-1/s Schwingungen pro Sekunde T = 2π Abhängig von: - Pendellänge 1m oder f 1m potentielle [ 1s - Fallbeschleunigung UIT n in Hz oder 1 S Federschwinger Perioden- dauer T = 2π Abhängig von: - Masse m D - Federkonstante II Ruhelage Federkraft F Auslenkung y Längswelle (Longitudinalwelle) Schwingrichtung Beispiele: Schallwellen Ausbreitungs- Wellenlänge richtung physikalische Größen: Voraussetzungen für die Entstehung: - das Vorhandensein schwingungsfähiger Teilchen - eine Kopplung zwischen den Teilchen - eine Anregung von Teilchen (Energiezufuhr) Durch Wellen wird Energie, aber kein Stoff transportiert. Ausbreitungs- geschwindigkeit λ Amplitude Ymax Periodendauer T V 1m 1m 1s Querwelle (Transversalwelle) m 1– S Schwing- richtung Beispiele: Wasserwellen, Seilwellen Ausbreitungs- Ausbreitungseigenschaften: - Reflexion, Brechung, Beugung und Interferenz richtung Abstand zweier benachbarter Schwinger, die sich im gleichen Schwingungszustand befinden maximaler Abstand der Welle von der Ruhelage Zeit für eine vollständige Welle Geschwindigkeit, mit der sich ein Schwingungszustand im Raum ausbreitet Eine Welle ist eine zeitlich und räumlich periodische Änderung einer physikalischen Größe bzw. eines physikalischen Zustands. Schallerzeugung: Alle Phänomene, die man mit den Ohren wahrnehmen kann, bezeichnet man als Schall. - Körper, von denen Schall ausgeht, sind Schallquellen. - Schall entsteht, indem der schwingende Körper auf die Luft einwirkt. Schallwellen Schall ist eine wellenförmige Bewegung von (kleinen) Dichte-/Druckteilchen Klang Schallquelle Stimmgabel Geräusch Knall Arten von Schall - Schallereignisse Ton m Schallübertragung Luft Verdichtung Verdünnung MEME summar Schallempfang Trommelfell besteht aus einer reinen Sinus-Schwingung Überlagerung von mehreren Sinustönen, mit einem sich...

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wiederholenden Muster komplexes Schallereignis ohne sich wiederholende Muster kurzes Schallereignis mit hoher Amplitude Schallausbreitung: · ein Medium (Gas, Flüssigkeit, Festkörper) wird benötigt - Ausbreitung erfolgt in Bewegungsrichtung (longitudinal) - keine Schallausbreitung im Vakuum! - Schallwellen breiten sich in der Luft mit 1235 km/h aus -> Schallgeschwindigkeit