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Erklärung der Reflexion durch das Prinzip von HUYGENS

Ausblick
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Federpendel ungedämpft (Theorie)

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Federpendel gedämpft (Theorie)

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Federpendel gedämpft (Modellbildung)

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Feder-Schwere-Pendel gedämpft (Modellbildung)

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Kommunizierende Röhren im Alltag

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Wurf nach unten (Modellbildung)

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Wurf nach oben (Modellbildung)

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Waagerechter Wurf (Modellbildung)

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Zusammenhang zwischen Transversal- und Longitudinalwellen

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Flüssigkeitspendel

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Ein Flüssigkeitspendel mit einer Flüssigkeitssäule der Länge \(L\) schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(y(t) = {y_0} \cdot \cos \left( {\sqrt {\frac{{2 \cdot g}}{L}}  \cdot t} \right)\).

Die Schwingungsdauer \(T = 2\pi  \cdot \sqrt {\frac{L}{{2 \cdot g}}} \) ist insbesondere unabhängig von der Dichte der Flüssigkeit.

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Ein Flüssigkeitspendel mit einer Flüssigkeitssäule der Länge \(L\) schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(y(t) = {y_0} \cdot \cos \left( {\sqrt {\frac{{2 \cdot g}}{L}}  \cdot t} \right)\).

Die Schwingungsdauer \(T = 2\pi  \cdot \sqrt {\frac{L}{{2 \cdot g}}} \) ist insbesondere unabhängig von der Dichte der Flüssigkeit.

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Kettenpendel

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Ein Kettenpendel mit einer Kette der Länge \(L\) schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(y(t) = {y_0} \cdot \cos \left( {\sqrt {\frac{{2 \cdot g}}{L}}  \cdot t} \right)\).

Die Schwingungsdauer \(T = 2\pi  \cdot \sqrt {\frac{L}{{2 \cdot g}}} \) ist insbesondere unabhängig vom Material der Kette.

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Ein Kettenpendel mit einer Kette der Länge \(L\) schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(y(t) = {y_0} \cdot \cos \left( {\sqrt {\frac{{2 \cdot g}}{L}}  \cdot t} \right)\).

Die Schwingungsdauer \(T = 2\pi  \cdot \sqrt {\frac{L}{{2 \cdot g}}} \) ist insbesondere unabhängig vom Material der Kette.

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Skater in der Halfpipe

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Ein Skater in einer Halfpipe mit dem Radius \(r\) schwingt bei kleinen Auslenkungen harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(x(t) = {x_0} \cdot \cos \left( {\sqrt {\frac{{g}}{r}}  \cdot t} \right)\).

Die Schwingungsdauer \(T = 2\pi  \cdot \sqrt {\frac{r}{{g}}} \) ist insbesondere unabhängig von der Masse des Skaters.

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Ein Skater in einer Halfpipe mit dem Radius \(r\) schwingt bei kleinen Auslenkungen harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(x(t) = {x_0} \cdot \cos \left( {\sqrt {\frac{{g}}{r}}  \cdot t} \right)\).

Die Schwingungsdauer \(T = 2\pi  \cdot \sqrt {\frac{r}{{g}}} \) ist insbesondere unabhängig von der Masse des Skaters.

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Blattfederpendel stehend

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Ein Körper der Masse \(m\), der an einer stehenden Blattfeder der Länge \(l\) mit der Federkonstante \(D\) mit kleiner Auslenkung pendelt, schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(x(t) = \hat x \cdot \cos \left( {\omega \cdot t} \right)\) mit \(\omega = \sqrt {\frac{D}{m} - \frac{g}{l}}\).

Die Schwingungsdauer berechnet sich durch \(T = \frac{{2 \cdot \pi }}{{\sqrt { \frac{D}{m} - \frac{g}{l} } }}\).

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Ein Körper der Masse \(m\), der an einer stehenden Blattfeder der Länge \(l\) mit der Federkonstante \(D\) mit kleiner Auslenkung pendelt, schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(x(t) = \hat x \cdot \cos \left( {\omega \cdot t} \right)\) mit \(\omega = \sqrt {\frac{D}{m} - \frac{g}{l}}\).

Die Schwingungsdauer berechnet sich durch \(T = \frac{{2 \cdot \pi }}{{\sqrt { \frac{D}{m} - \frac{g}{l} } }}\).

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Schwingende Boje

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Eine schwingende Boje mit der Dichte \(\rho_{\rm{B}}\) und der Länge \(L\) schwingt im Wasser (Dichte \(\rho_{\rm{W}}\)) harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion\[y(t) = {y_0} \cdot \cos \left( {\sqrt {\frac{{{\rho _{\rm{W}}} \cdot g}}{{{\rho _{\rm{B}}} \cdot L}}}  \cdot t} \right)\]

Die Schwingungsdauer berechnet sich durch \(T = 2\pi \cdot \sqrt {\frac{\rho _{\rm{B}} \cdot L}{\rho _{\rm{W}} \cdot g}}\).

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Eine schwingende Boje mit der Dichte \(\rho_{\rm{B}}\) und der Länge \(L\) schwingt im Wasser (Dichte \(\rho_{\rm{W}}\)) harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion\[y(t) = {y_0} \cdot \cos \left( {\sqrt {\frac{{{\rho _{\rm{W}}} \cdot g}}{{{\rho _{\rm{B}}} \cdot L}}}  \cdot t} \right)\]

Die Schwingungsdauer berechnet sich durch \(T = 2\pi \cdot \sqrt {\frac{\rho _{\rm{B}} \cdot L}{\rho _{\rm{W}} \cdot g}}\).

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Blattfederpendel hängend

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Ein Körper der Masse \(m\), der an einer hängenden Blattfeder der Länge \(l\) mit der Federkonstante \(D\) mit kleiner Auslenkung pendelt, schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(x(t) = \hat x \cdot \cos \left( {\omega \cdot t} \right)\) mit \(\omega = \sqrt {\frac{D}{m} + \frac{g}{l}}\).

Die Schwingungsdauer berechnet sich durch \(T = \frac{{2 \cdot \pi }}{{\sqrt { \frac{D}{m} + \frac{g}{l} } }}\).

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Ein Körper der Masse \(m\), der an einer hängenden Blattfeder der Länge \(l\) mit der Federkonstante \(D\) mit kleiner Auslenkung pendelt, schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(x(t) = \hat x \cdot \cos \left( {\omega \cdot t} \right)\) mit \(\omega = \sqrt {\frac{D}{m} + \frac{g}{l}}\).

Die Schwingungsdauer berechnet sich durch \(T = \frac{{2 \cdot \pi }}{{\sqrt { \frac{D}{m} + \frac{g}{l} } }}\).

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Doppeltes Federpendel

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  • Ein doppeltes Federpendel mit einem Pendelkörper der Masse \(m\) und zwei Federn mit der gleichen Federkonstante \(D\) schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(x(t) = {x_0} \cdot \cos \left( {{\omega _0} \cdot t} \right)\; {\rm{mit}}\;{\omega _0} = \sqrt {\frac{2 \cdot D}{m}} \)
  • Die Schwingungsdauer berechnet sich durch \(T = 2\pi \cdot \sqrt {\frac{m}{2 \cdot D}}\).

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  • Ein doppeltes Federpendel mit einem Pendelkörper der Masse \(m\) und zwei Federn mit der gleichen Federkonstante \(D\) schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(x(t) = {x_0} \cdot \cos \left( {{\omega _0} \cdot t} \right)\; {\rm{mit}}\;{\omega _0} = \sqrt {\frac{2 \cdot D}{m}} \)
  • Die Schwingungsdauer berechnet sich durch \(T = 2\pi \cdot \sqrt {\frac{m}{2 \cdot D}}\).

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Raketenphysik mit der Tabellenkalkulation

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Effektives Potential

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  • Unter rein energetischen Gesichtspunkten könnten sich Trabanten dem Zentralkörper beliebig nähern oder sich beliebig weit von ihm entfernen.
  • Die Drehbewegung eines Trabanten, genauer die Erhaltung des Drehimpulses des Trabanten, sorgt aber dafür, dass sich der Abstand zwischen Zentralkörper und Trabant nur in gewissen Grenzen bewegen kann.
  • Man kann diese Einschränkung elegant durch das sogenannte effektive Potential ausdrücken.

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  • Unter rein energetischen Gesichtspunkten könnten sich Trabanten dem Zentralkörper beliebig nähern oder sich beliebig weit von ihm entfernen.
  • Die Drehbewegung eines Trabanten, genauer die Erhaltung des Drehimpulses des Trabanten, sorgt aber dafür, dass sich der Abstand zwischen Zentralkörper und Trabant nur in gewissen Grenzen bewegen kann.
  • Man kann diese Einschränkung elegant durch das sogenannte effektive Potential ausdrücken.

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Gravitationsfeldstärke und Ortsfaktor

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VENTURI-Rohr

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  • Mit Hilfe eines VENTURI-Rohrs kann man die Strömungsgeschwindigkeit von Fluiden messen.

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  • Mit Hilfe eines VENTURI-Rohrs kann man die Strömungsgeschwindigkeit von Fluiden messen.

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PRANDTL-Rohr

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  • Mit Hilfe eines PRANDTL-Rohrs kann man die Strömungsgeschwindigkeit von Fluiden messen.

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  • Mit Hilfe eines PRANDTL-Rohrs kann man die Strömungsgeschwindigkeit von Fluiden messen.

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Hemmungspendel (Galilei-Pendel)

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  • Das gehemmte Pendel schwingt auf beiden Seiten gleich hoch (Energieerhaltung).
  • Bei mittig platziertem Hindernis gilt für die Periodendauer des gehemmten Pendels \(T=\frac{T_1}{2}+\frac{T_2}{2}\)
  • Wenn das Pendel höher als das Hindernis ausgelenkt wird, kommt keine Schwingung mehr zu stande.

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  • Das gehemmte Pendel schwingt auf beiden Seiten gleich hoch (Energieerhaltung).
  • Bei mittig platziertem Hindernis gilt für die Periodendauer des gehemmten Pendels \(T=\frac{T_1}{2}+\frac{T_2}{2}\)
  • Wenn das Pendel höher als das Hindernis ausgelenkt wird, kommt keine Schwingung mehr zu stande.

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Größen zur Beschreibung einer Kreisbewegung (Animation)

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Die Animation zeigt die relevanten Größen zur Beschreibung einer Kreisbewegung.

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Bahngeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit - gleiche Bahngeschwindigkeit (Animation)

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Die Animation zeigt zwei Körper mit unterschiedlichen Bahnradien und gleicher Bahngeschwindigkeit.

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Bahngeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit - gleiche Winkelgeschwindigkeit (Animation)

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Bahngeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit - Vergleich (Animation)

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Die Animation zeigt den Unterschied zwischen Bahngeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit. Während die Winkelgeschwindigkeit \(\omega\) nur von der…

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Charakterisierung der gleichförmigen Kreisbewegung - gleichfömige Kreisbewegung (Animation)

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Die Animation zeigt eine gleichförmige Kreisbewegung.

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Charakterisierung der gleichförmigen Kreisbewegung - Ellipsenbewegung (Animation)

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Die Animation zeigt eine Ellipsenbewegung.

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Charakterisierung der gleichförmigen Kreisbewegung - ungleichförmige Kreisbewegung (Animation)

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Die Animation zeigt eine ungleichförmige Kreisbewegung.

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