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Aufgabe

Wellenbilder 2

Schwierigkeitsgrad: schwere Aufgabe

Eine Querwelle schreite mit der Geschwindigkeit \(2{,}5\,\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}\) längs der \(+x\)-Achse fort. Der Erreger am Ort \(x = 0\,{\rm{m}}\) schwingt sinusförmig mit der Frequenz \(f = 50\,{\rm{Hz}}\) und der Amplitude \(\hat y = 2{,}0\,{\rm{cm}}\) und befindet sich zur Zeit \(t = 0\,{\rm{s}}\) am Beginn einer neuen Schwingung in der Ruhelage.

a)

Zeichnen Sie die Welle zu den Zeiten \({t_1} = 0{,}050\,{\rm{s}}\) und \({t_2} = 0{,}055\,{\rm{s}}\).

b)

Zeichnen Sie das Diagramm der Teilchenschwingung am Ort \(x = 3{,}75\,{\rm{cm}}\) im Zeitraum \(t = 0{,}00\,{\rm{s}}\) bis \(t = 0{,}10\,{\rm{s}}\).

c)

Erläutere, welcher grundlegende Unterschied zwischen den Kurven der Teilaufgaben a) und b) besteht.

Lösung einblendenLösung verstecken Lösung einblendenLösung verstecken
a)
Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 x-y-Diagramme der Wellen
b)
Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 t-y-Diagramm am Ort x=3,75cm
c)

Die Bilder in Teilaufgabe a) stellen Momentaufnahmen der Wellen dar (\(x\)-\(y\)-System). Das Bild in Teilaufgabe b) stellt den zeitlichen Verlauf der Schwingung eines Oszillators dar (\(t\)-\(y\)-System).

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Mechanik

Mechanische Wellen