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horizontales Federpendel und Schwingkreis
24.11.2021
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Physik Klausur Federpendel T• 2π√ Immer wenn die Rückstellkraft FR proportional & entgegengesetzt zur Auslenkung s ist, ergibt sich eine Sinusförmige, harmonische Schwingung. FR=-k·ss(t) = 3 sin ( ²² ) → T = 2^²√ # -> v(t) = v(t) = 3²cos (744) v'(t) = a(t) = - ²2²4 sin (²7) VT.+ s' (t) = v(t), v' (t) = a(t) horizontales Feder pendel миние S= Amplitude/ Auslenkung, T- Periodendauer S= -5 V = 0 Esp= Egos (maximal) Ekin - 0 cos(²), weil ŵ = ŝ. (7-4) (maximale Geschwindigkeit) FR=-D.S които примето применить ееее S=O v = ✓ (max) Esp=0 → Ekin = Egrs(max) ab hier woh. Gedämpfle Schwingung Idealisierte Schwingung W T konstant S=3 V = 0 • Esp - Eges (max) Ekin = 0 X gedampfe Schwingung Eges E hin (t) Esp (t)- Eges => konstant für jede zeit t? Energieerhaltungssatz 3-3(+) (3 ändert sich mit der Zeit), I bleibt konstant. 00 Bewegung entgegengesetzte Reibungskraft 3 (t)=3 e - 2+ →Energie erhaltung Ekin, max = mv² Die Amplitude nimmt mit der Zeit ab → Espann, max - Dô² nimmt mit der Zeit ab Espann + Ekin < Eges (Gesamtenergie zu Beginn), Das gilt auch für û & Berücksichtigt man aber die thermische Energie Er, die aufgrund der Reibung in die Umgebung abgegeben wird, so gilt zu jeder Zeit: Eges = Eupan + Ewin + E7 (²) - konst. 4 Eges Elektromagnetischer Schwingkreis V U-1 - 100V 車 t=0 и 215 I 1 LIN S E₁ & Ekin, Espann 4 L → Zeit (t) (t) & I(t) zeigen den Verlauf einer harmonischen, gedämpften Schwingung - Der Kondensator ist über ein Schalter...
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s mit einem Netzteil verbunden. - Der Schalter wird umgelegt & der Kondensator entlädt sich über die Spule. •Spannung U wird am Kondensator & die Stromstärke I durch die Spule gemessen. t-T Spannung wechselt Vorzeichen -Kondensator entlädl sich über Spule, Magnetfeld baut Sich in Spule auf. -Ursache entgegengesetzte Spannung wird induziert, Strom baut sich deshalb verzögert auf "Wenn I & damit das Magnelfeld das Max erreicht, sind l& elek. Feld=0 -Stromfluss durch Spule & mag. Feld nehmen ab, Spannung wird induziert -Kondensator wird entgegengesetzt aufgeladen, Vorgang wiederholt sich in entgegengesetzte Richtung Mechanische Wellen ✓ ₁) /// مسسسس Federpendel 2D- Modell Ÿ )))) & Stimmgabel Grundvorraussetzung für das Entstehen einer Welle: - ein Teilchen/Körper, das /der eine (harmonische) Schwingung ausführt. - ein Medium, durch das sich die Welle ausbreiten kann Durch das Federpendel angeregt breiten sich Wasserwellen aus. - · Im Medium muss es eine Kopplung zwischen den einzelnen Teilchen geben. Teilchen / Schwinger Medium (bzw. Ausbreitungsmedium) Kopplung (2.3 Feder) Ohr Die Stimmgabel regt die Luft an. Es breiten sich Schallwellen aus. I Wird ein Schwinger angeregt, so breitet sich aufgrund der Kopplung die Schwingungen durch das Medium aus. Momentanaufnahme einer Welle zur Zeit tot lo = 211 1₁2 1₂-1 : x= 0; s(t)- · sin (wt) W=27=;d (t) = W²+ Erreger. Je weiter ein Zeiges van Greges entient 0 q ist, desto weiter ist der Zeiger « zurückgedreht. bo'l₁ >l₂ ls ³ lu > Der ute Zeiger hat sich noch nicht gedreht. R zeitlicher Verlauf des Schwingers bei x = = = = s in cm T-25 Ŝ=2cm 2 1+ Während der Periodendaver T, Legt die Welle im Medium die Strecke zurück. Wenn c die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist, dann gilt: 7=C.T -^+ -2+ 3 Frequenz: H₂ Amplitude/Auslenkung S: m/cm... Schwingungsdauo:s -3 AA Induktivität LH Stromstärke I A Spannung U Wellenlänge 2: am Wellenlänge S C = T Wellenlänge 2 M Ausbreitungsgeschwindigketc: 5 Periodendauer T: S benötigte Zeit ad H oder zurückgelegte Strecke AIN lg = 0 xz5=0 ort Die Welle ist hier noch nicht angekommen.