Schwingungen und Wellen

Unterrichtsmaterial: es wird mit einem Buch gearbeitet: Kurzlehrbuch Physik, Thieme-Verlag. Jeweils 3 Lektionen pro Woche.

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Schwingungen

• Buch S. 26 und S. 27, Periodische Bewegung, Kreisbewegung, Unterschied zwischen Winkelgeschwindigkeit und Bahngeschwindigkeit beachten
• TI-Bogenmass ... [youtube] oder [offline]
• Tabelle xls, Vergleich Radiant - Sinus - Cosinus [xls]
• Buch S. 138
• Aufgabe 2, HA: Gleichungssystem, T-Rechner.
  Wolfram-Alpha: 1.91 = 2*pi*sqrt(x/g) ; 2.98 = 2*pi*sqrt((x+1.3)/g)
• Pendulum-Lab, Dinge berechnen und gucken ob Animation in Ordnung ist (bps. vierfache Länge einstellen, doppeltes T), link [hier]
• Schwingung, Projektion Federpendel Kreisbewegung, ca. 1 Minute [youtube] oder [offline]
• Gute und praktische Animation, inklusive Diagramme; link [hier]
• Stauchen - Strecken - Verschieben der Cosinus resp. Sinusfunktion. Schöne Anwendung [hier]
• Energetische Betrachtungen
  • Fadenpendel, Animation, link [hier]
  • Fderpendel, Animation, link [hier]
• Gedämpfte Schwingung
  • Halbwertszeiten, Zuschauerfrage, Müller-Video (10 Min) [youtube] oder [offline download ging nicht ...]
  • Kurvengleichung rausfinden, zuerst Standbild machen, danach Lösung aufzeigen [youtube] oder [offline download ging nicht ...]
    Kontrolle mit wolframalpha: 1*exp(-0.85*t)*cos(20.1*t) from 0 to 3
  • Aufgaben geben, wolframalpha bestätigen lassen:
    5*exp(-ln2/4.1*t)*cos(2*pi/3*t) from 0 to 10
    unbekanntes A: -0.5= A*exp(-ln2/3*6)*cos(2*pi/4*6)
    plot: 2*exp(-ln2/3*t)*cos(2*pi/4*t) from 0 to 14
  • Forme in wolframalpha eingeben: 2.1*exp(-0.13*t/(2*0.999))*cos(sqrt(0.3/0.999-0.13^2/(4*0.999)^2)*t)
    Wert des Dämpfungskonstante 0.13 auf 0.93 resp. 0.03 ändern
• Angeregte Schwingungen Tacoma-Narrows Bridge [youtube] oder [offline download ging nicht ...]
• Weiterführende Infos zu Tacomabrücke [hier]
• Why the Tacoma Narrows Bridge Collapsed, 8 Min-Film [youtube] oder [offline]
• Gekoppeltes Pendel, Animation von [fendt]
• Gedämpfte Schwingung, Erdbebensicherheit, 4 Min [youtube] oder [offline]
• Abschluss des Kapitel, oder Notenkoferenz: Quarks und Co. (43 Min) eher alte Sendung, Inhalt aber immer noch wahr. [youtube] oder [offline]

Wellen

• Schwebung, Töne allgemein, Fourier
• Skript Anna-Sabina
• Töne
  -- Online Tongeneratoren [link 1]
  -- Online Tongeneratoren [link 2, gut]
• Fourierplot machen lassen, Funktion zeigen (z.B. google plot .... ): 7*sin(2*pi/100*t) + 2*sin(3*2*pi/100*t) + 1.2*sin(5*2*pi/100*t) + 0.9*sin(7*2*pi/100*t) + 0.8*sin(9*2*pi/100*t)
• Aufgaben 6.11, Hinweis auf Seite 20. Entsprechnedes pdf [hier]
• Töne mit gewünschter Freqeunz oder auch als Funktion generieren mit Ocatve (gratis-Programm):
  
  • fs = 44100;
  • Zeit defieren, z.B. 10 Sekunden: t=0:1/fs:10;
  • signal = sin(2*pi*100*t) ; audiowrite('test_1.ogg', signal, fs) ; oder ...
    signal = 7*sin(100*2*pi*t) + 2*sin(3*100*2*pi*t) + 1.2*sin(5*100*2*pi*t) ; audiowrite('test_2.ogg', signal, fs) ; oder ...
    signal = 7*sin(100*2*pi*t) + 7*sin(3*100*2*pi*t) + 7*sin(5*100*2*pi*t) ; audiowrite('test_3.ogg', signal, fs) ;
  Prozedere wie dies erstellt wird auf https://www.youtube.com/watch?v=IAhjTvrOY-k gefunden. Dankeschön
• Spektrum danach mit audacity analyisieren (Bereich auswählen)
• Wer kann ein reines A singen ?
• Ausbreitungsgeschwindigkeiten Buch, Thieme, dann verschiedene Wellentypen, gute Animationen bei leifi [link hier]
• Licht ... Ausblick,zirkular polarisierte Welle, gute Animationen, [link]
• Animation Wasserwelle, nice [link]
• Diverse Aufgaben, v.a. Unterschied zwischen Welle zu einem bestimmnten Zeitpunkt ('Photo') vs. Welle an einem bestimmten Ort ('Aufnahme - Film ')
• stehende Wellen
  • Herleiten der Formeln
  • Stehende Wellen, Video, ca 5 Min [youtube] oder [offline]
  • Bilder von Orgelpfeifen, link [hier]
  • Schwingungen in einem Kundtschen Rohr, ca. 3 min, [youtube] oder [offline]
• Prinzip von Huygene
  • Wellenwanne-Experiment, diverse Szenarien (auch für später), Hindernis, Reflexion, Loch in der Wand etc.
  • Wellenwanne, Mülerfilm, Beugung am Hindernis (ca 1 Min.), [youtube] oder [offline]
  • Wellenwanne, Mülerfilm, Spalt (ca 1 Min.), [youtube] oder [offline]
  • Wellenwanne, Mülerfilm, Doppel-Spalt (ca 1 Min.), [youtube] oder [offline]
  • Wellenwanne, Mülerfilm, Reflexionsgesetze (ca 1 Min.), [youtube] oder [offline]
  • Wellenwanne, Mülerfilm, unterschiedliche Wassertiefe (ca 1 Min), [youtube] oder [offline]
  • Wellenwanne,Doppelreffekt (Achtung: Bewegung nicht konstant, unterschiedliche Qualitäten) (ca 1 Min), [link] oder [download nicht moeglich] [Bild]
  • grosse Wellenwanne [link]
  • Wellenwanne, Applet [link]
  • Müller-Video, Wellenwanne (10 Min) [youtube] oder [offline]
  • Beugung am Spalt, [youtube] oder [offline]
  • Schutz im Hafen, Bollwerk gegen die See, :-), [jpg]
  • Leifi, gute Darstellungen, abzeichnen lassen [link]
• Akustik
  • Zwitscherndes Eis, Artikel Spektrum, Dez. 2019, pdf-Artikel nur [offline] , guuute Erklärung dazu auf ... [youtube] oder [offline]
  nice Video (national geographics) (ca. 3 Min) [youtube] oder [offline]
  • Schallgeschwindigkeit, resp. Überschall, gegen Schluss (ca. 1:10) kurz ein Doppelknall zu hören, ca. 2 min, [offline]
  • Dopplereffekt, Saxopon im Auto, ca. 3 min, [offline]
  • Dopplereffekt, Fendt-Applet. Alt, aber gut, Idee: zähle die ankommenden Signale, [link]
  • Dopplereffekt, Computerzimmer , Auftrag Schüler [docx]
• Müller, Beugung und Interferenz ... https://www.youtube.com/watch?v=dvkIS4fwzxQ
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