mechanische Wellen 1. Erklären Sie den Unterschied zwischen einer Longitudinal- und einer Transversalwelle und geben Sie jeweils mindestens ein Beispiel an. 2. Eine mechanische Transversalwelle wird durch die Gleichung y(x, t) = 10cm · sin 2π t 0,5s − x 6m beschrieben. (a) Berechnen Sie die Auslenkung eines 8m vom Startpunkt der Welle entfernten Oszillators 4s nach Beginn der Beobachtung. (b) Berechnen Sie die Auslenkung des Oszillators bei x = 3m für verschiedene Werte von t (0s ≤ t ≤ 1s) und stellen Sie seine Bewegung in einem Auslenkungs-Zeit-Diagramm dar. (c) Zeichnen Sie je eine Momentaufnahme der Welle für die Zeitpunkte t1 = 0s, t2 = 0, 25s, t3 = 0, 5s und t4 = 0, 75s. Verwenden Sie ein gemeinsames Koordinatensystem mit 0m ≤ x ≤ 12m und verwenden Sie verschiedene Farben. (d) Vergleichen Sie Ihre Darstellungen aus (c) miteinander. Welche Gemeinsamkeiten und Unterschiede sind zu erkennen. Können Sie aus einer gemeinsamen Darstellung mehrerer Momentaufnahmen auf die Schwingungszeit der Welle schließen? 3. In einem See beobachten Sie den Wellengang. In einer Minute zählen Sie 10 Wellen, die Sie erreichen. Der Abstand von zwei Wellenbergen beträgt etwa 12m. Wie groß ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen? 4. In der folgenden Skizze führt die Hand am Ende einer langen leicht gespannten Feder (Slinky-Feder) in einer Sekunde zwei volle Schwingungen aus. Die Welle bewegt sich mit der Geschwindigkeit 0, 50 m s entlang der Feder. (a) Berechnen Sie den Abstand zweier Berge bei dieser Welle. (b) Angenommen die Frequenz der Welle sei jetzt 5, 0Hz und die Amplitude 1, 3cm. Berechnen Sie die Strecke, die der markierte Punkt in 3, 0s zurücklegt.