Kl kurs2015 Nr1

Was ist Physik?

Wir haben im Unterricht darüber gesprochen, was "Physik" denn sei.

• Erläutern Sie in einigen Worten und/oder Skizzen unsere Diskussion, bzw. die Ergebnisse.

Die Droste-Schaukel

Bei unserer Untersuchung ging es unter anderem um die Frage, wovon die Periodendauer der Schaukel abhängt.

• Wie haben wir versucht diese Frage zu beantworten?
• Wie muss man schaukeln, um eine möglichst kurze Periodendauer zu haben und von welchen Faktoren hängt es nicht ab?

Das Fadenpendel

Um die Abhängigkeit der Periodendauer von der Fadenlänge herauszufinden, hat man folgende Messung gemacht:

m=100g ymax=10°

l (cm) | T (s)   
10     | 0,6
15     | 0,8
20     | 0,9
30     | 1,2
40     | 1,3
50     | 1,4

• Warum ist es wichtig, dass die Amplitude bei den Messungen immer gleich bleibt?
• Zeichnen Sie die Messdaten in ein Koordinatensystem. (x: die Länge l und y: die Periodendauer T).
• Bestimmen Sie eine Funktion T(l), die gut zu den Daten passt.
• Welche Periodendauer hat das Fadenpendel nach dieser Funktion mit einer Fadenlänge von einem Meter?

Zeiger einer harmonischen Schwingung

Eine harmonische Schwingung kann man mit Hilfe eines sich drehenden Zeigers beschreiben.

• Erläutern Sie dies mit einer Skizze und einem erklärendem Text.

Schwingmännchen

Das Männchen schwingt für eine Weile fast ungedämpft. Schätzen Sie die nötigen Angaben, um folgende Fragen zu beantworten:

• Wie lautet das Ortsgesetz y(t) der Schwingung?
• Berechnen Sie daraus die maximale Geschwindigkeit des Männchens.
• Wieviel Energie steckt in der Schwingung?

Nun soll das Männchen "dopelt so schnell", also mit doppelter Frequenz, schwingen.

• Was kann man tun, um das zu erreichen?

Eine Schwingungswaage

Schubst man den Wagen an, so schwingt er hin und her. Für 10 Perioden benötigt er dabei [math].\qquad \qquad.[/math] Sekunden.

Setzt man das Männchen auf den Wagen, so dauern 10 Perioden [math].\qquad \qquad.[/math] Sekunden.

• Erklären Sie ohne Rechnung und ihne Formeln, warum sich die Periodendauer vergrößert.
• Welche Masse hat das Männchen? (Hinweis: Man kann erst die Federkonstante D berechnen.)