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Alles über Schwingungen: Formeln, Beispiele und Aufgaben für dich!

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Josephine Pellegrino

21.3.2021

Physik

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Alles über Schwingungen: Formeln, Beispiele und Aufgaben für dich!

Die mechanische Schwingung und ihre Anwendungen in der Physik - von Federpendeln bis zur Raumfahrt.

• Die Grundlagen der harmonischen Schwingung werden anhand verschiedener praktischer Beispiele erklärt, darunter ein Federpendel und eine schwingende Last an einer Laufkatze

• Besondere Beachtung findet die Kleinwinkelnäherung und ihre Anwendbarkeit bei Pendelschwingungen

• Die Berechnung von Schwingungsparametern wie Periodendauer und maximale Seilkraft wird detailliert behandelt

• Ein interessanter Praxisbezug wird durch das Beispiel der Massenmessung in der Raumfahrt hergestellt

...

21.3.2021

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Name: Pellegrino, Josephine Beachte: Rechenweg und Gedankengang sind wichtiger als das Ergebnis. Schreibe deshalb gegebene und gesuchte Größ

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Aufgabe 2: Laufkatze mit schwingender Last

Diese Aufgabe behandelt eine praktische Anwendung von mechanischen Schwingungen am Beispiel einer Laufkatze, die eine schwere Last transportiert.

Definition: Laufkatze - Ein bewegliches Hebezeug, das sich horizontal auf einem Träger oder einer Schiene bewegt.

Die Aufgabe gliedert sich in mehrere Teilschritte:

a) Es wird begründet, warum die an einem Seil hängende Last eine Schwingung ausführt.

b) Die Höhendifferenz, die der Körper zurücklegt, wird berechnet.

c) Der maximale Auslenkwinkel und die Amplitude der Schwingung werden ermittelt.

d) Die Zulässigkeit der Kleinwinkelnäherung wird diskutiert und begründet.

Highlight: Die Kleinwinkelnäherung ist für Winkel kleiner als 3° zulässig, da hier sinαα ≈ α gilt.

e) Die Periodendauer der ungedämpften Schwingung wird berechnet.

f) Abschließend wird die maximale Kraft berechnet, mit der das Seil während der Schwingung belastet wird.

Diese Aufgabe demonstriert die praktische Anwendung von Schwingungen in der Physik und verbindet theoretische Konzepte mit realen Situationen.

Name: Pellegrino, Josephine Beachte: Rechenweg und Gedankengang sind wichtiger als das Ergebnis. Schreibe deshalb gegebene und gesuchte Größ

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Aufgabe 3: Körpermassenmessung im Weltraum

Die letzte Aufgabe beschäftigt sich mit der Messung der Körpermasse von Astronauten im Weltraum mittels des "Body Mass Measurement Device" BMMDBMMD.

a) Es wird erläutert, warum eine normale Bodenwaage im Weltraum nicht funktioniert.

Highlight: Im Weltraum wirkt keine Gewichtskraft, daher kann eine normale Waage keine Masse messen.

b) Die Funktionsweise des BMMD wird erklärt. Das Gerät nutzt eine Schraubenfeder, um die Masse des Astronauten zu bestimmen.

c) Abschließend wird diskutiert, ob die Orientierung des Geräts relativ zur Erde eine Rolle spielt.

Diese Aufgabe zeigt eine interessante Anwendung von Schwingungen und Wellen in der Raumfahrt und verdeutlicht, wie physikalische Prinzipien genutzt werden können, um alltägliche Probleme in außergewöhnlichen Umgebungen zu lösen.

Name: Pellegrino, Josephine Beachte: Rechenweg und Gedankengang sind wichtiger als das Ergebnis. Schreibe deshalb gegebene und gesuchte Größ

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Seite 4: Massenmessung im Weltraum

Die Seite erklärt das "Body Mass Measurement Device" BMMDBMMD als Beispiel für mechanische Schwingungen in der Raumfahrt.

Definition: Das BMMD ist ein spezielles Messgerät zur Massenbestimmung im schwerelosen Raum.

Highlight: Normale Waagen funktionieren im Weltraum nicht aufgrund der fehlenden Gewichtskraft.

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Physik

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•

21. März 2021

•

5 Seiten

Alles über Schwingungen: Formeln, Beispiele und Aufgaben für dich!

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Josephine Pellegrino

@josephine.pellegrino

Die mechanische Schwingung und ihre Anwendungen in der Physik - von Federpendeln bis zur Raumfahrt.

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Aufgabe 2: Laufkatze mit schwingender Last

Diese Aufgabe behandelt eine praktische Anwendung von mechanischen Schwingungen am Beispiel einer Laufkatze, die eine schwere Last transportiert.

Definition: Laufkatze - Ein bewegliches Hebezeug, das sich horizontal auf einem Träger oder einer Schiene bewegt.

Die Aufgabe gliedert sich in mehrere Teilschritte:

a) Es wird begründet, warum die an einem Seil hängende Last eine Schwingung ausführt.

b) Die Höhendifferenz, die der Körper zurücklegt, wird berechnet.

c) Der maximale Auslenkwinkel und die Amplitude der Schwingung werden ermittelt.

d) Die Zulässigkeit der Kleinwinkelnäherung wird diskutiert und begründet.

Highlight: Die Kleinwinkelnäherung ist für Winkel kleiner als 3° zulässig, da hier sinαα ≈ α gilt.

e) Die Periodendauer der ungedämpften Schwingung wird berechnet.

f) Abschließend wird die maximale Kraft berechnet, mit der das Seil während der Schwingung belastet wird.

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Aufgabe 3: Körpermassenmessung im Weltraum

Die letzte Aufgabe beschäftigt sich mit der Messung der Körpermasse von Astronauten im Weltraum mittels des "Body Mass Measurement Device" BMMDBMMD.

a) Es wird erläutert, warum eine normale Bodenwaage im Weltraum nicht funktioniert.

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b) Die Funktionsweise des BMMD wird erklärt. Das Gerät nutzt eine Schraubenfeder, um die Masse des Astronauten zu bestimmen.

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Seite 4: Massenmessung im Weltraum

Die Seite erklärt das "Body Mass Measurement Device" BMMDBMMD als Beispiel für mechanische Schwingungen in der Raumfahrt.

Definition: Das BMMD ist ein spezielles Messgerät zur Massenbestimmung im schwerelosen Raum.

Highlight: Normale Waagen funktionieren im Weltraum nicht aufgrund der fehlenden Gewichtskraft.

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Aufgabe 1: Federpendel

Diese Aufgabe befasst sich mit einem Federpendel und seinen Kenngrößen mechanischer Schwingung. Es werden Berechnungen zur Auslenkung, Geschwindigkeit und Beschleunigung durchgeführt.

Vokabular: Federkonstante - Eine Größe, die die Steifigkeit einer Feder beschreibt und in N/m angegeben wird.

Die Aufgabe verlangt die Angabe von Funktionstermen für Auslenkung und Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit. Zudem soll ein Zeit-Auslenkungs-Diagramm gezeichnet werden.

Beispiel: Für die Auslenkung wird die Formel stt = A · cosωtωt verwendet, wobei A die Amplitude und ω die Kreisfrequenz ist.

Abschließend wird die Beschleunigung des Pendelkörpers an einem bestimmten Punkt berechnet, was die Anwendung der Formel für harmonische Schwingungen erfordert.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Timo S

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Sudenaz Ocak

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Greenlight Bonnie

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Julia S

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