Aufgabensatz: Schwingungen und Wellen
AUFGABE 20: An ein Federpendel werden Massestücke (m1= 200g; m2= 300g) gehängt. Die jeweils dazugehörige Schwingungsdauer wird gemessen. T1(m=200g)= 0,911s T2(m=300g)=1,11s Berechne die Federkonstante der Feder und dessen Masse.
Lösung A): D= 9,816 N/mLösung B): m= 19,068 g
AUFGABE 31: Mit einem Pendel soll die Erdbeschleunigung der Erde bestimmt werden. Die Periodendauer beträgt zu beginn 2,198s. Nach dem das Pendel um 0,300m verlängert wurde, benötigt das Pendel 0,259s länger für einen Periodendurchlauf. Wie groß ist die Erdbeschleunigung auf der Erde?
Lösung A): g= 9,823 m/s²
AUFGABE 32: Mit einem Pendel soll die Erdbeschleunigung auf dem Mond bestimmt werden. Auf der Erde benötigt das Pendel für einen vollen Periodendurchlauf 1,419s. Auf dem Mond benötigt es 3,479s. Welche Erdbeschleunigung wirkt auf dem Mond, wenn die Erdbeschleunigung auf der Erde 9,80665 m/s² beträgt?
Lösung A): g= 1,632 m/s²
AUFGABE 33: Eine Kugel (d=10, cm) ist an einem 1,00m langen masselosem Seil befestigt worden. Wie lange benötigt das Pendel für einen Perioden Durchgang? G= 9,81 m/s² Löse die Aufgabe über den Ansatz des physischen Pendels.
Lösung A): T=
AUFGABE 37: Eine Schraubenfeder besitz unbelastet eine Länge l. Durch die Belastung eines Massestückes mit der Masse m, dehnt sie sich um 5,0cm aus. Diese wird nun zum Schwingen gebracht (Federpendel). Wie Lange würde eine Schwingung dauern, wenn die Belastung verdoppelt wird (2*m)? Erdbeschleunigung = 9,807 m/s²
Lösung A): t= 0,4303 s
AUFGABE 38: An einem Physischen Pendel befindet sich eine Kugel mit der Masse m1 und dem Volumen V1. Diese wird gegen eine andere Kugel ausgetauscht mit m2 = 2*m1 und V2=V1. In wie weit wird die Schwingungsdauer beinflusst? A) Sie verdoppelt sich. B) sie halbiert sich. C) Sie bleibt gleich. D) Sie vervierfacht sich
Lösung A): Antwort: C
AUFGABE 64: Wieviele Schwingungen führt ein Fadenpendel in vier Minuten aus, wenn es eine Frequenz von 0,9 Hz besitzt.
Lösung A): T=
AUFGABE 65: An einem Fadenpendel hängt eine Masse von 20 kg und schwingt. Geben die Rückstellkräfte bei folgenden Auslenkwinkeln an: A) 5° B) 20°
Lösung A): F=
AUFGABE 66: Ein Körper der Masse 4 kg hängt an einem masselosem fahren. Wieweit muss der Körper aus der Ruhelage ausgelegt werden (Angaben in Grad), damit die Rückstellkräft gerade 2,5 N beträgt?
Lösung A): α=
AUFGABE 67: Eine Masse von 500 g hängt an einem Fadenpendel, dass und 20 cm ausgelenkt und losgelassen wird. Die Masse schwingt reibungsfrei mit einer Frequenz 0,8 Hertz. Bestimmen Sie den Abstand zur Ruhelage und die an dieser Stelle auftretende Rückstellkräft 20 Sekunden nach dem ersten Durchgang durch die Ruhelage.
Lösung A): F=
AUFGABE 68: Die Schwingdauer eines Pendels auf die Erde genau vermessen. Sie beträgt 1,25Sekunden. Ein Astronaut Ring dieses Pendel auf dem Mars und misst dort die Schwingungsdauer von 2,05 Sekunden aus diesen beiden Daten bestimmt er die Schwerebeschleunigung auf dem Mars. Wie groß ist diese? (Erdbeschleunigung g: 9,807 m/s²)
Lösung A): g=
AUFGABE 69: An einem 20 m langen Kranseil hängt hängt eine Masse von einer Tonne. Aufgrund einer Unachtsamkeit des Kranführers beginnt das Seil mit der maximalen Auslenkung von vier Grad zu schwingen. Berechnen sie die maximale Geschwindigkeit, die das Betonteil im Verlauf der ersten Periode erreicht. (Erdbeschleunigung g: 9,807 m/s²)
Lösung A): v=
AUFGABE 70: Ein Federpendel benötigt für 25 Schwingungen eine Zeit von zwölf Sekunden. Berechnen sie die Frequenz des Pendels.
Lösung A): f=
AUFGABE 71: Ein Motorrad besitzt das Leergewicht von 300 kg. Nach aufsteigen des Fahrers mit der Masse von 90 kg sind sich das Motorrad in den Feder um 4 cm. Welche Schwingungsdauer T besitzt das Motorrad z.B. Nach überfahren einer Querrinne? (Erdbeschleunigung g: 9,807 m/s²)
Lösung A): T=
AUFGABE 72: Vergrößert man die schwingende Masse An einem Fadenpendel um 100 g verdoppelt sich die Schwingungsdauer T. Wie groß war die ursprüngliche Masse?
Lösung A): m=
AUFGABE 73: An einer Schraubenfeder ist ein Körper mit der Masse m = 500 g befestigt. Zu Beginn der Schwingung wird die Masse um 4 cm ausgelenkt und mit der Geschwindigkeit von V=0,3 m/s losgelassen. Die Schwingungsdauer beträgt drei Sekunden. Berechnen sie: A) die Federkonstante, B) die Geschwindigkeit zum Zeitpunkt t= 20s
Lösung A): D= N/m
