Donnerstag, 6. Juni 2019

Dopplereffekt

Das Bild zeigt die Tonfrequenzen im Video. Ab etwa der Mitte der Abbildung seht ihr, wie die Hupe einsetzt. 
Ihr seht waagrechte Linien, die gegen Ende nach unten abfallen und wieder waagrecht werden. Die Linien haben gleiche Abstände zueinander. Die unterste Linie gehört zum Grundton der Hupe, die darüber liegenden zu den Obertönen. Ihre Frequenzen sind das doppelte, dreifache, vierfache, usw. des Grundtons.
Die Frequenzen sind etwas schwierig abzulesen, das müsste in einer genauen Messung besser gemacht werden. Der Oberton mit zehnfacher Grundtonfrequenz fällt von etwa 4,4 kHz auf 4,0 kHz ab. Das heißt, der Grundton fällt von 440 Hz auf 400 Hz ab. Die Eigenfrequenz des Tons war daher f = 420 Hz. Beim Annähern haben wir sie um df = 20 Hz höher, beim Wegfahren um df = 20 Hz tiefer gehört.

Wie kann man damit die Geschwindigkeit ausrechnen?
Wir machen es mit einer Näherung an die Doppler-Formel. Die Schallgeschwindigkeit ist dabei c = 335 m/s (bei uns auf der Alb im 700 m Höhe an einem kühlen Sommertag)
Wenn sich eine Quelle mit Geschwindigkeit v nähert,
ist die Frequenzänderung      df = + f * v/c,
beim Entfernen ist sie            df = - f * v/c.

Wir haben f = 420 Hz.  df = 20 Hz. c = 335 m/s. Berechnet daraus die Geschwindigkeit des Autos v in m/s und in km/h. War ich zu schnell unterwegs auf der B465?

Sonntag, 19. Mai 2019

Für Montag 20.5. ...

... stelle ich gerade die Endfassung zusammen.

Schaut euch nochmal die  Aufgabe mit dem Wellenträger an, wo von links angeregt wird und dann die Welle nach rechts läuft und dann reflektiert wird.

Und macht bzw. zeichnet folgendes:
Ein Wellenträger mit Länge L = 5 m, die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist 2 m/s.
Links ist ein Erreger, der zur Zeit t = 0 s aus der Gleichgewichtslage s = 0 nach oben anfängt zu schwingen mit einer Frequenz f = 0,5 Hz.

Zeichnet das Bild der Welle auf dem Träger zu den Zeiten
t = 1 s; 2 s; 2,5 s
wenn die Welle dann rechts ankommt wird sie reflektiert. Zeichnet, wie es weitergeht in zwei verschiedenen Bildern, einmal mit festem und einmal mit losem Ende.
t = 3 s; 3,25 s, 3,5 s
und dann noch am Schluss
t = 4,5 s; 4,75 s; 5 s; 5,25 s; 5,5 s

Jetzt schau ich mir gerade das Buch an, habe aber eine andere Ausgabe mit anderen Seitenzahlen...

am Ende des Kapitels "Schwingungen" im Überkapitel "Schwinungen und Wellen" gibt es eine Doppelseite mit Aufgaben. Da könnt ihr die Pendelaufgaben 1, 2 und 3 nochmal anschauen.

Die folgende Doppelseite "Überblick" ist auch sehr schön. (Chaotische Schwingungen rechts unten hatten wir nicht, mache ich vielleich nach dem Abi, ist eins meiner Lieblingsthemen)

Dann kommt das Kapitel Wellen, von denen wir bisher nur Mechanische Wellen hatten (und auch die noch nicht fertig). Die Graphik zur Ausbreitung einer Welle ist sehr schön.
Dann habt ihr die Überlagerung von Wellen.
Und die Reflexion am Ende eines Wellenträgers mit den Stehenden Wellen. Merkt euch da, dass die Bäuche immer eine halbe Wellenlänge lang sind.
Auf der Doppelseite mit den Meereswellen sehr ihr unten stehende Wellen mit n=1, n=2 und n=3.
Und auf der Seite, wo das Brechungsgesetz erklärt wird sind unten ein paar Wellenaufgaben. Aufgabe 4 zur Addition gegenläufiger Wellen ist schön.

Und am Ende habt ihr den Überblick zu den Wellen. Da ist die erste Seite für uns wichtig, bis zur Überlagerung, das mit dem Huygens kriegen wir noch.

So, jetzt hoffe ich, dass ich euch nicht völlig verwirrt habe. Bis morgen.

Montag, 13. Mai 2019

Nochmal für die Zweistündigen

Wer nochmal alles mit kleinen Animationen durchschauen will:
https://www.leifiphysik.de/mechanik/mechanische-schwingungen

Dann natürlich die Quizfragen bei
https://www.leifiphysik.de/mechanik/mechanische-schwingungen/aufgaben

Und von den Aufgaben gefallen mir folgende mit Lösungen
https://www.leifiphysik.de/mechanik/mechanische-schwingungen/aufgabe/bungeesprung-vom-eiffelturm  (etwas schwierig)
https://www.leifiphysik.de/mechanik/mechanische-schwingungen/aufgabe/schwingung-eines-federpendels
https://www.leifiphysik.de/mechanik/mechanische-schwingungen/aufgabe/massebestimmung-im-weltall (auch schwierig, da würde ich Werte vorgeben, damit man gut ausrechnen kann)
https://www.leifiphysik.de/mechanik/mechanische-schwingungen/aufgabe/feder-rollen-kombination (auch die würde ich einfacher formulieren)

https://www.leifiphysik.de/mechanik/mechanische-schwingungen/aufgabe/sekundenpendel (EINFACH!)
https://www.leifiphysik.de/mechanik/mechanische-schwingungen/aufgabe/messungen-beim-fadenpendel (auch einfach)
https://www.leifiphysik.de/mechanik/mechanische-schwingungen/aufgabe/fadenpendel-pendellaenge  (nochmal einfach)
https://www.leifiphysik.de/mechanik/mechanische-schwingungen/aufgabe/kinderschaukel ( :-) )
https://www.leifiphysik.de/mechanik/mechanische-schwingungen/aufgabe/pendeluhr-im-aufzug (hier kommt zum Ortsfaktor/Erdbeschleunigung noch die Beschleunigung des Aufzugs)