28 Rechenbeispiele zum Kapitel

700
🖩

Eine Schwingung (`f = 0,5" Hz"`; `r = 10" cm"`) beginnt zum Zeitpunkt `t_0 = 0` in der Ruhelage. Wie lange ist der Weg, der zwischen `t_1=0,7" s"` und `t_2= 1,4" s"` zurückgelegt wird?

724
🖩

Schwingung

Bei einer harmonischen Schwingung mit einer Schwingungsdauer von 2 s beträgt die Auslenkung 0,6 s nach Beginn der Schwingung 13 cm. Wie groß ist die Amplitude? Wie groß sind momentane Geschwindigkeit und Beschleunigung?

733
🖩

Pendel

Wenn man die Länge `l` eines mathematischen Pendels um 1/5 verkürzt, so steigt seine Frequenz um 0,1 Hz an. Wie groß ist die ursprüngliche Länge `l`?

734
🖩

Flüssigkeitspendel

Ein U-Rohr mit einer Querschnittsfläche von 1 cm² ist mit 1,36 kg Quecksilber gefüllt. Mit welcher Schwingungsdauer kann die Flüssigkeit in dem Rohr hin- und herschwingen?

737
🖩

Pendel

Um wie viel % verkürzt sich die Schwingungsdauer eines mathematischen Pendels, wenn es um ¼ seiner Länge gekürzt wird?

1926
🖩

Gegeben sind die Schwingungen `y_1=5*sin(ω*t)" cm"` und `y_2=4*sin(3ω*t)" cm"`.

Wie sieht die Summenschwingung aus?

1931
🖩

Für eine Masse von 50 g, die mit einer Schwingungsdauer von 0,7 s und einer Amplitude von 4 cm schwingt, ist die Gesamtenergie zu berechnen.

1946
🖩

Welche Bedingung gilt für eine stark gedämpfte freie Schwingung?

1947
🖩

Welche Bedingung gilt für eine mittlere gedämpfte freie Schwingung?

2407
🖩

Es ist die Formel für die Periodendauer des Flüssigkeitspendels herzuleiten.

4006
🖩

Eine Kugel von `m=10" kg"` hängt an einer Schraubenfeder. Diese wird durch eine Kraft `F=50"  N"` zusätzlich um `20" cm"` gedehnt. Nach Wegnehmen der Kraft gerät die Kugel in Schwingungen.

Es sind zu berechnen: Periodendauer, Frequenz, Schwingungsenergie, Geschwindigkeit und Beschleunigung bei `y=0` und bei `y=10" cm"`

4054
🖩

Für die grafisch dargestellte Schwingung ist die Schwingungsgleichung zu ermitteln. Die Zeit `t` ist in ms, die Auslenkung `y(t)` in µm angegeben.

4055
🖩

Für die grafisch dargestellte Schwingung ist die Schwingungsgleichung zu ermitteln. Die Zeit `t` ist in ms, die Auslenkung `y(t)` in µm angegeben.

4056
🖩

Wie viel Zeit verstreicht, bis die Elongation einer Sinusschwingung mit 54 Hz und der Amplitude 8 cm von +3 cm auf +7 cm anwächst?

Stellen Sie die Schwingung maßstäblich in einem Diagramm dar!

4058
🖩

Eine harmonische Schwingung mit der Frequenz 500 Hz und der Amplitude 30 mm soll maßstäblich in einem Diagramm dargestellt werden!

4059
🖩

Von einem Baukran hängt ein Seil herunter. Es führt mit dem daran befestigten Mörtelkübel in 20 Sekunden zwei Schwingungen aus. Der Kübel wird um 10 m angehoben. Mit welcher Frequenz schwingt er jetzt?

4060
🖩

Es ist eine harmonische Schwingung mit einer Amplitude von 2 cm und einer Frequenz von 50 Hz in einem geeigneten Maßstab grafisch über zwei Perioden darzustellen. Es ist weiters eine zweite harmonische Schwingung mit der gleichen Frequenz und 1,2 cm Amplitude zur ersten um +60° phasenverschoben einzuzeichnen. Welcher Zeitdifferenz entspricht diese Phasenverschiebung?

4063
🖩

Die an einer Feder hängende Masse von 10 g schwingt an einer Feder mit der Federkonstanten `D=25" N/m"`, die Dämpfungskonstante beträgt `δ=10" 1/s"`.

Mit welcher Frequenz schwingt die Masse?

Auf welchen Prozentsatz sinkt die Amplitude nach 8 Schwingungen?

4595
🖩

Eine in der Digitaltechnik wichtige Funktion ist die Rechteckschwingung.

Es ist die Fourierreihe für diese Funktion zu ermitteln.

4596
🖩

Zeigen Sie die Richtigkeit der Bestimmung der Phasenverschiebung mit einer Lissajousfigur!

5310
🖩

Ein auf `U=15" V"` aufgeladener Kondensator `C=220" µF"` entlädt sich vollständig über eine Spule `L = 100" mH"`.

Wie groß ist die Stromstärke in der Spule nach dieser Entladung?

5337
🖩

Bei einer gedämpften Schwingung setzt man die Reibungskraft proportional zur Geschwindigkeit. Welche Einheit hat der Proportionalitätsfaktor?

5338
🖩

Bei einer gedämpften Schwingung eines Federpendels sind die Federkonstante (`8" N/m"`), die Masse (`0,5" kg"`) und die Reibung `F_R=k*dotx` mit `k=0,03" kg/s"` gegeben. Berechnen Sie die Dämpfung und die Frequenz der Schwingung!

5339
🖩

Ein Federpendel ist mit `0,05 {1}/{"s"}` gedämpft.

Wie lange dauert es, bis die Amplitude um `30%` abgenommen hat?

5340
🖩

Wie groß ist die Dämpfung einer Schwingung, wenn die Amplitude in 5 s um 40% abnimmt?

5341
🖩

Ein Federpendel ist mit `0,1 {1}/{"s"}` gedämpft. Um wie viel % nimmt die Amplitude in 10 s ab?

5373
🖩

Beim Federpendel wechseln einander potenzielle und kinetische Energie periodisch ab. Leiten Sie daraus die Gesamtenergie ab!

5407
🖩

Berechnen Sie die Fourierkoeffizienten für eine Dreiecksschwingung gemäß der Abbildung!

Dreiecksschwingung

 

NaWi@HTL 3 bis 4

128. Schwingungen

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Ein Astronaut tritt mit 25 Jahren eine Weltraumreise an, die ihn mit `v=12/13*c` durch das All führt. Bei der Rückkehr…
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